netty学习

Netty学习

简介

高性能，事件驱动的异步非阻塞的IO框架，用于建立TCP等底层连接

基于netty可以构建高性能的http服务器，已经被很多项目作为socket底层基础

传统IO的读取

在打开一个I/O通道后，read()将一直等待在端口一边读取字节内容，如果没有内容进来，read()也是傻傻的等，这会影响我们程序继续做其他事情

标准的IO基于字节流和字符流进行操作

InputStream is = new FileInputStream("input.bin");
int byte = is.read(); // 当前线程等待结果到达直至错误

NIO的读取

Java NIO非堵塞技术实际是采取Reactor模式，或者说是Observer模式为我们监察I/O端口，如果有内容进来，会自动通知我们，这样，我们就不必开启多个线程死等，从外界看，实现了流畅的I/O读写，不堵塞了。

NIO是基于通道（Channel）和缓冲区（Buffer）进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中

while (true) {
　selector.select(); // 从多个通道请求事件
　Iterator it = selector.selectedKeys().iterator();
　while (it.hasNext()) {
　　SelectorKey key = (SelectionKey) it.next();
　　handleKey(key);
　　it.remove();
　}
｝

阻塞与非阻塞原理

传统硬件的堵塞，从内存中取数据，写到磁盘，而CPU一直等到磁盘写完成，磁盘写操作是很慢的，这段时间CPU被堵塞不能发挥效率

CPU只发出写操作这样的指令，做一些初始化工作，DMA具体执行，从内存中读数据，然后写到磁盘，当完成写后发出一个中断事件给CPU，这段时间CPU是空闲的，可以做别的事情，这个原理称为Zero.copy零拷贝

netty主要原理和适用

nio有一个主要的类selector，这个类似一个观察者，只要我们把需要探知的socketChannel告诉selector，我们继续做别的事情，当有事件发生时，他会通知我们，传回一组SelectionKey，我们读取这些key，就会获得我们刚刚注册的socketChannel，然后我们从Channel中读取数据

netty服务端示例

ServerBootstrap是socket服务端的入口

// 初始化用于Acceptor的主"线程池"以及用于I/O工作的从"线程池"
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); 
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
    //初始化ServerBootstrap实例， 此实例是netty服务端应用开发的入口
    ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); 
    b.group(bossGroup, workerGroup)　　
     //指定通道channel的类型，由于是服务端，故而是NioServerSocketChannel
     .channel(NioServerSocketChannel.class) 
      //设置ServerSocketChannel的处理器
     .handler(new LoggingHandler())   
     .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { 
       //设置子通道也就是SocketChannel的处理器， 其内部是实际业务开发的"主战场"
         @Override
         public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
             ch.pipeline().addLast(new DiscardServerHandler());
         }
     })
      //配置ServerSocketChannel的选项
     .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)   
      //配置子通道也就是SocketChannel的选项
     .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); 
    
     // 绑定并侦听某个端口
     ChannelFuture f = b.bind(port).sync(); 
    
     // Wait until the server socket is closed.
     // In this example, this does not happen, but you can do that to gracefully
     // shut down your server.
     f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
    workerGroup.shutdownGracefully();
    bossGroup.shutdownGracefully();
}

原理

channelPipeline是关键，类似Unix的管道

为每个channel保留channelHandlers，如EchoServerHandler
所有事件都要通过它
一个channel对应一个channelPipeline
包含协议编码解码，安全验证SSL和应用逻辑