netty笔记

netty

• netty由JBOSS提供的一个Java开源框架

• 提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具

• 快速开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序

• Netty是一个基于NIO的客户、服务器端编程框架

• 提供了多种协议的编解码包括HTTP、二进制和Google Protobuf等等，它们通过Codec Framework进行整合

• demo例程

• 学习网站

• 学习资料

NIO

NIO 提供了一个所有I/O 操作的全异步的实现。它利用了自NIO 子系统被引入JDK 1.4 时便
可用的基于选择器的API。选择器背后的基本概念是充当一个注册表，在那里你将可以请求在Channel 的状态发生变化时得到通知。可能的状态变化有：

• 新的Channel 已被接受并且就绪OP_ACCEPT
• Channel 连接已经完成OP_CONNECT
• Channel 有已经就绪的可供读取的数据OP_READ
• Channel 可用于写数据OP_WRITE

Channel

Channel是Netty的核心概念之一，它是Netty网络通信的主体，由它负责同对端进行网络通信、注册和数据操作等功能

• 一旦用户端连接成功，将新建一个channel同该用户端进行绑定

• channel从EventLoopGroup获得一个EventLoop，并注册到该EventLoop，channel生命周期内都和该EventLoop在一起（注册时获得selectionKey）

• channel同用户端进行网络连接、关闭和读写，生成相对应的event（改变selectinKey信息），触发eventloop调度线程进行执行

• 如果是读事件，执行线程调度pipeline来处理用户业务逻辑

多个channel可以注册到一个eventloop上，所有的操作都是顺序执行的，eventloop会依据channel的事件调用channel的方法进行相关操作，每个channel的操作和处理在eventloop中都是顺序的

ChannelPipeline和ChannelHandler

• ChannelPipeline和ChannelHandler用于channel事件的拦截和处理

• Netty使用类似责任链的模式来设计ChannelPipeline和ChannelHandler

• ChannelPipeline相当于ChannelHandler的容器，channel事件消息在ChannelPipeline中流动和传播，相应的事件能够被ChannelHandler拦截处理、传递、忽略或者终止

• inbound:当发生某个I/O操作时由IO线程流向用户业务处理线程的事件，如链路建立、链路关闭或者读完成等
• outbound:由用户线程或者代码发起的IO操作事件

ChannelHandlerContext

• 每个ChannelHandler 被添加到ChannelPipeline 后，都会创建一个ChannelHandlerContext 并与之创建的ChannelHandler 关联绑定

• ChannelHandler通过ChannelHandlerContext来操作channel和channelpipeline

• ChannelHandler负责I/O事件或者I/O操作进行拦截和处理，用户可以通过ChannelHandlerAdapter来选择性的实现自己感兴趣的事件拦截和处理

• 由于Channel只负责实际的I/O操作，因此数据的编解码和实际处理都需要通过ChannelHandler进行处理

• 参考例程

• ChannelPipeline是线程安全的，多个业务线程可以并发的操作ChannelPipeline；ChannelHandler不是线程安全的，用户需要自己保重ChannelHandler的线程安全

ByteBuffer

• 在Netty中并没有使用Java自带的ByteBuffer,而是自己实现提供了一个缓存区来用于标识一个字节序列，并帮助用户操作原始字节或者自定义的POJO

• channel与对端的I/O读写都要操作Buffers。当有读操作时，把数据从内核区读取到用户区，当有写操作时，把数据从用户区写到内核区

• ByteBuf是Netty的实现的最基本的数据缓冲，它包括Heap Buffer和Direct Buffer

• ByteBuf实现了高级的功能和API，是Java NIO ByteBuffer更高级的封装和实现

为了降低分配和释放内存的开销，Netty通过interface ByteBufAllocator 实现了
（ByteBuf 的）池化，它可以用来分配我们所描述过的任意类型的ByteBuf 实例

使用静态Unpooled缓冲区

自从Netty 4开始，对象的生命周期由它们的引用计数（reference counts）管理，而不是由垃圾收集器（garbage collector）管理了。ByteBuf是最值得注意的，它使用了引用计数来改进分配内存和释放内存的性能。必须显示的使用:

ReferenceCountUtil.release(msg) 接口释放不用的msg内存

EventLoop和EventLoopGroup

• EventLoopGroup 负责为每个新创建的Channel 分配一个EventLoop。在当前实现中，
  使用顺序循环（round-robin）的方式进行分配以获取一个均衡的分布，并且相同的EventLoop
  可能会被分配给多个Channel

• 一旦一个Channel 被分配给一个EventLoop，它将在它的整个生命周期中都使用这个
  EventLoop（以及相关联的Thread）。请牢记这一点，因为它可以使你从担忧你的Channel-
  Handler 实现中的线程安全和同步问题中解脱出来

• 另外，需要注意的是，EventLoop 的分配方式对ThreadLocal 的使用的影响。因为一个
  EventLoop 通常会被用于支撑多个Channel，所以对于所有相关联的Channel 来说，
  ThreadLocal 都将是一样的。这使得它对于实现状态追踪等功能来说是个糟糕的选择。然而，
  在一些无状态的上下文中，它仍然可以被用于在多个Channel 之间共享一些重度的或者代价昂
  贵的对象，甚至是事件

业务代码

• 耗时的业务代码放入自定义线程池去执行

• 业务代码里面调用write方法，netty会把你要写出去的消息放入他的对接，然后依靠调度将消息写出去，你只需要write

• Netty其实是允许在非NIO线程中写消息的。如果当前是在NIO线程，就直接写过去，如果不在NIO线程，写消息操作会被封装成一个task，然后再由NIO线程池来处理

  private void write(Object msg, boolean flush, ChannelPromise promise) {
          AbstractChannelHandlerContext next = findContextOutbound();
          final Object m = pipeline.touch(msg, next);
          EventExecutor executor = next.executor();
          if (executor.inEventLoop()) {
              if (flush) {
                  next.invokeWriteAndFlush(m, promise);
              } else {
                  next.invokeWrite(m, promise);
              }
          } else {
              AbstractWriteTask task;
              if (flush) {
                  task = WriteAndFlushTask.newInstance(next, m, promise);
              }  else {
                  task = WriteTask.newInstance(next, m, promise);
              }
              safeExecute(executor, task, promise, m);
          }
      }