Netty入門系列(1) --使用Netty搭建服務端和客戶端

来源:https://www.cnblogs.com/zhxiansheng/archive/2019/05/08/10830828.html
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引言 前面我們介紹了網路一些基本的概念，雖然說這些很難吧，但是至少要做到理解吧。有了之前的基礎，我們來正式揭開Netty這神秘的面紗就會簡單很多。 服務端 我們來分析一下上面的這段代碼（下麵的每一點對應上面的註釋） 1~2：首先我們創建了兩個NioEventLoopGroup實例，它是一個由Nett ...


引言

前面我們介紹了網路一些基本的概念，雖然說這些很難吧，但是至少要做到理解吧。有了之前的基礎，我們來正式揭開Netty這神秘的面紗就會簡單很多。

服務端

public class PrintServer {

    public void bind(int port) throws Exception {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();                     //1
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();                   //2
        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();                          //3
            b.group(bossGroup, workerGroup)                                     //4                                         
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)                      //5
                    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)                     //6
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {     //7
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(new PrintServerHandler());
                        }
                    });

            ChannelFuture f = b.bind(port).sync();              //8
            
            f.channel().closeFuture().sync();                   //9
        } finally {
            // 優雅退出，釋放線程池資源
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }


    /**
     * @param args
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int port = 8080;
        new TimeServer().bind(port);
    }
}

我們來分析一下上面的這段代碼（下麵的每一點對應上面的註釋）

1~2：首先我們創建了兩個NioEventLoopGroup實例，它是一個由Netty封裝好的包含NIO的線程組。為什麼創建兩個？我想經過前面的學習大家應該都清楚了。對，因為Netty的底層是IO多路復用，bossGroup 是用於接收客戶端的連接，原理就是一個實現的Selector的Reactor線程。而workerGroup用於進行SocketChannel的網路讀寫。

3：創建一個ServerBootstrap對象，可以把它想象成Netty的入口，通過這類來啟動Netty，將所需要的參數傳遞到該類當中，大大降低了的開發難度。

4：將兩個NioEventLoopGroup實例綁定到ServerBootstrap對象中。

5：創建Channel（典型的channel有NioSocketChannel，NioServerSocketChannel，OioSocketChannel，OioServerSocketChannel，EpollSocketChannel，EpollServerSocketChannel），這裡創建的是NIOserverSocketChannel，它的功能可以理解為當接受到客戶端的連接請求的時候，完成TCP三次握手，TCP物理鏈路建立成功。並將該“通道”與workerGroup線程組的某個線程相關聯。

6：設置參數，這裡設置的SO_BACKLOG，意思是客戶端連接等待隊列的長度為1024.

7：建立連接後的具體Handler。就是我們接受數據後的具體操作，例如：記錄日誌，對信息解碼編碼等。

8：綁定埠，同步等待成功

9：等待服務端監聽埠關閉

綁定該服務端的Handler

public class PrintServerHandler extends ChannelHandlerAdapter {

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg)
        throws Exception {
    ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;                                        //1
    byte[] req = new byte[buf.readableBytes()]; 
    buf.readBytes(req); //將緩存區的位元組數組複製到新建的req數組中
    String body = new String(req, "UTF-8");
    System.out.println(body);
    String response= "列印成功";
    ByteBuf resp = Unpooled.copiedBuffer(response.getBytes());                      
    ctx.write(resp);                                                    //2
    }   

    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
    ctx.flush();                                                        //3
    }


    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
    ctx.close();
    }
}

PrintServerHandler 繼承 ChannelHandlerAdapter ，在這裡它的功能為 列印客戶端發來的數據並且返回客戶端列印成功。

我們只需要實現channelRead，exceptionCaught，前一個為接受消息具體邏輯的實現，後一個為發生異常後的具體邏輯實現。

1：我們可以看到，接受的消息被封裝為了Object ，我們將其轉換為ByteBuf ，前一章的講解中也說明瞭該類的作用。我們需要讀取的數據就在該緩存類中。

2~3：我們將寫好的數據封裝到ByteBuf中，然後通過write方法寫回到客戶端，這裡的3調用flush方法的作用為，防止頻繁的發送數據，write方法並不直接將數據寫入SocketChannel中，而是把待發送的數據放到發送緩存數組中，再調用flush方法發送數據。

客戶端

public class PrintClient {

    public void connect(int port, String host) throws Exception {
    EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();                 //1
    try {
        Bootstrap b = new Bootstrap();                              //2
         b.group(group)                                             //3
            .channel(NioSocketChannel.class)                        //4
            .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)                //5
            .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {      //6
            @Override
            public void initChannel(SocketChannel ch)               
                throws Exception {
                ch.pipeline().addLast(new TimeClientHandler());
            }
            });

        ChannelFuture f = b.connect(host, port).sync();             //7
        f.channel().closeFuture().sync();                           //8
    } finally {
        // 優雅退出，釋放NIO線程組
        group.shutdownGracefully();
    }
    }

    /**
     * @param args
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
    int port = 8080;
    new TimeClient().connect(port, "127.0.0.1");
    }
}

我們繼續來分析一下上面的這段代碼（下麵的每一點對應上面的註釋）

1：區別於服務端，我們在客戶端只創建了一個NioEventLoopGroup實例，因為客戶端你並不需要使用I/O多路復用模型，需要有一個Reactor來接受請求。只需要單純的讀寫數據即可

2：區別於服務端，我們在客戶端只需要創建一個Bootstrap對象，它是客戶端輔助啟動類，功能類似於ServerBootstrap。

3：將NioEventLoopGroup實例綁定到Bootstrap對象中。

4：創建Channel（典型的channel有NioSocketChannel，NioServerSocketChannel，OioSocketChannel，OioServerSocketChannel，EpollSocketChannel，EpollServerSocketChannel），區別與服務端，這裡創建的是NIOSocketChannel.

5：設置參數，這裡設置的TCP_NODELAY為true，意思是關閉延遲發送，一有消息就立即發送，預設為false。

6：建立連接後的具體Handler。註意這裡區別與服務端，使用的是handler()而不是childHandler()。handler和childHandler的區別在於，handler是接受或發送之前的執行器；childHandler為建立連接之後的執行器。

7：發起非同步連接操作

8：當代客戶端鏈路關閉

綁定該客戶端的Handler

public class PrintClientHandler extends ChannelHandlerAdapter {

    private static final Logger logger = Logger
        .getLogger(TimeClientHandler.class.getName());

    private final ByteBuf firstMessage;

    /**
     * Creates a client-side handler.
     */
    public TimeClientHandler() {
    byte[] req = "你好服務端".getBytes();
    firstMessage = Unpooled.buffer(req.length);                                 //1
    firstMessage.writeBytes(req);

    }

    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
    ctx.writeAndFlush(firstMessage);                                            //2             
    }

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg)              //3
        throws Exception {
    ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;    
    byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];
    buf.readBytes(req);
    String body = new String(req, "UTF-8");
    System.out.println("服務端回應消息 : " + body);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {   //4
    // 釋放資源
    System.out.println("Unexpected exception from downstream : "
        + cause.getMessage());
    ctx.close();
    }
}

PrintClientHandler 繼承 ChannelHandlerAdapter ，在這裡它的功能為 發送數據並列印服務端發來的數據。

我們只需要實現channelActive，channelRead，exceptionCaught，第一個為建立連接後立即執行，後兩個與一個為接受消息具體邏輯的實現，另一個為發生異常後的具體邏輯實現。

1：將發送的信息封裝到ByteBuf中。

2：發送消息。

3：接受客戶端的消息並列印

4：發生異常時，列印異常信息，釋放客戶端資源

總結

這是一個入門程式，對應前面所講的I/O多路復用模型以及NIO的特性，能很有效的理解該模式的編程方式。如果這幾段代碼看著很費勁，那麼可以看看之前博主的Netty基礎系列。

如果博主哪裡說得有問題，希望大家提出來，一起進步~


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