深入理解Netty以及为什么项目中要使用？（三）Netty框架的使用

本文主要是介绍深入理解Netty以及为什么项目中要使用？（三）Netty框架的使用，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

为什么选择Netty

Netty其实就是一个高性能NIO框架，所以它是基于NIO基础上的封装，本质上是提供高性能网络IO通信的功能。

Netty提供了上述三种Reactor模型的支持，我们可以通过Netty封装好的API来快速完成不同Reactor模型的开发，这也是为什么大家都选择Netty的原因之一，除此之外，Netty相比于NIO原生API，它有以下特点：

提供了高效的I/O模型、线程模型和时间处理机制
提供了非常简单易用的API，相比NIO来说，针对基础的Channel、Selector、Sockets、Buffers等api提供了更高层次的封装，屏蔽了NIO的复杂性
对数据协议和序列化提供了很好的支持
稳定性，Netty修复了JDK NIO较多的问题，比如select空转导致的cpu消耗100%、TCP断线重连、keep-alive检测等问题。
可扩展性在同类型的框架中都是做的非常好的，比如一个是可定制化的线程模型，用户可以在启动参数中选择Reactor模型、可扩展的事件驱动模型，将业务和框架的关注点分离。
性能层面的优化，作为网络通信框架，需要处理大量的网络请求，必然就面临网络对象需要创建和销毁的问题，这种对JVM的GC来说不是很友好，为了降低JVM垃圾回收的压力，引入了两种优化机制
- 对象池复用，
- 零拷贝技术

Netty的基本使用

添加jar包依赖

使用4.1.66版本

<dependency><groupId>io.netty</groupId><artifactId>netty-all</artifactId>
</dependency>

创建Netty Server服务

大部分场景中，我们使用的主从多线程Reactor模型，Boss线程是主Reactor，Worker是从Reactor。他们分别使用不同的NioEventLoopGroup

主Reactor负责处理Accept，然后把Channel注册到从Reactor，从Reactor主要负责Channel生命周期内的所有I/O事件。

public class NettyBasicServerExample {public void bind(int port){// 我们要创建两个EventLoopGroup，// 一个是boss专门用来接收连接，可以理解为处理accept事件，// 另一个是worker，可以关注除了accept之外的其它事件，处理子任务。//上面注意，boss线程一般设置一个线程，设置多个也只会用到一个，而且多个目前没有应用场景，// worker线程通常要根据服务器调优，如果不写默认就是cpu的两倍。EventLoopGroup bossGroup=new NioEventLoopGroup();EventLoopGroup workerGroup=new NioEventLoopGroup();try {//服务端要启动，需要创建ServerBootStrap，// 在这里面netty把nio的模板式的代码都给封装好了ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();bootstrap.group(bossGroup, workerGroup) //配置boss和worker线程//配置Server的通道，相当于NIO中的ServerSocketChannel.channel(NioServerSocketChannel.class)//childHandler表示给worker那些线程配置了一个处理器，// 配置初始化channel，也就是给worker线程配置对应的handler，当收到客户端的请求时，分配给指定的handler处理.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {socketChannel.pipeline().addLast(new NormalMessageHandler()); //添加handler，也就是具体的IO事件处理器}});//由于默认情况下是NIO异步非阻塞，所以绑定端口后，通过sync()方法阻塞直到连接建立//绑定端口并同步等待客户端连接（sync方法会阻塞，直到整个启动过程完成）ChannelFuture channelFuture=bootstrap.bind(port).sync();System.out.println("Netty Server Started,Listening on :"+port);//等待服务端监听端口关闭channelFuture.channel().closeFuture().sync();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {//释放线程资源bossGroup.shutdownGracefully();workerGroup.shutdownGracefully();}}public static void main(String[] args) {new NettyBasicServerExample().bind(8080);}
}

上述代码说明如下：

EventLoopGroup，定义线程组，相当于我们之前在写NIO代码时定义的线程。这里定义了两个线程组分别是boss线程和worker线程，boss线程负责接收连接，worker线程负责处理IO事件。boss线程一般设置一个线程，设置多个也只会用到一个，而且多个目前没有应用场景。而worker线程通常要根据服务器调优，如果不写默认就是cpu的两倍。
ServerBootstrap，服务端要启动，需要创建ServerBootStrap，在这里面netty把nio的模板式的代码都给封装好了。
ChannelOption.SO_BACKLOG

设置Channel类型

NIO模型是Netty中最成熟也是被广泛引用的模型，因此在使用Netty的时候，我们会采用NioServerSocketChannel作为Channel类型。

bootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class);

除了NioServerSocketChannel以外，还提供了

EpollServerSocketChannel，epoll模型只有在linux kernel 2.6以上才能支持，在windows和mac都是不支持的，如果设置Epoll在window环境下运行会报错。
OioServerSocketChannel，用于服务端阻塞地接收TCP连接
KQueueServerSocketChannel，kqueue模型，是Unix中比较高效的IO复用技术，常见的IO复用技术有select, poll, epoll以及kqueue等等。其中epoll为Linux独占，而kqueue则在许多UNIX系统上存在。

注册ChannelHandler

在Netty中可以通过ChannelPipeline注册多个ChannelHandler，该handler就是给到worker线程执行的处理器，当IO事件就绪时，会根据这里配置的Handler进行调用。

这里可以注册多个ChannelHandler，每个ChannelHandler各司其职，比如做编码和解码的handler，心跳机制的handler，消息处理的handler等。这样可以实现代码的最大化复用。

.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {socketChannel.pipeline().addLast(new NormalMessageHandler());}
});

ServerBootstrap中的childHandler方法需要注册一个ChannelHandler，这里配置了一个ChannelInitializer的实现类，通过实例化ChannelInitializer来配置初始化Channel。

当收到IO事件后，这个数据会在这多个handler中进行传播。上述代码中配置了一个NormalMessageHandler，用来接收客户端消息并输出。

绑定端口

完成Netty的基本配置后，通过bind()方法真正触发启动，而sync()方法会阻塞，直到整个启动过程完成。

ChannelFuture channelFuture=bootstrap.bind(port).sync();

NormalMessageHandler

ServerHandler继承了ChannelInboundHandlerAdapter，这是netty中的一个事件处理器，netty中的处理器分为Inbound（进站）和Outbound（出站）处理器，后面会详细介绍。

public class NormalMessageHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {//channelReadComplete方法表示消息读完了的处理，writeAndFlush方法表示写入并发送消息@Overridepublic void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {//这里的逻辑就是所有的消息读取完毕了，在统一写回到客户端。Unpooled.EMPTY_BUFFER表示空消息，addListener(ChannelFutureListener.CLOSE)表示写完后，就关闭连接ctx.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);}//exceptionCaught方法就是发生异常的处理@Overridepublic void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {cause.printStackTrace();ctx.close();}//channelRead方法表示读到消息以后如何处理，这里我们把消息打印出来@Overridepublic void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {ByteBuf in=(ByteBuf) msg;byte[] req=new byte[in.readableBytes()];in.readBytes(req); //把数据读到byte数组中String body=new String(req,"UTF-8");System.out.println("服务器端收到消息："+body);//写回数据ByteBuf resp=Unpooled.copiedBuffer(("receive message:"+body+"").getBytes());ctx.write(resp);//ctx.write表示把消息再发送回客户端，但是仅仅是写到缓冲区，没有发送，flush才会真正写到网络上去}
}

通过上述代码发现，我们只需要通过极少的代码就完成了NIO服务端的开发，相比传统的NIO原生类库的服务端，代码量大大减少，开发难度也大幅度降低。

测试：浏览器输入http://localhost:8080/login