netty框架需要集成到spring吗 netty框架作用

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mob64ca14089531 2024-04-11 21:28:50

文章标签 netty框架需要集成到spring吗网络 java netty Bootstrap 文章分类 架构后端开发

netty是什么？

netty是一个封装了NIO的网络应用的框架，是异步事件驱动的。用于帮助使用者快速开发高性能协议服务器。

为什么要用netty？

首先是Java原生的NIO接口并不是那么好用，没有经验的程序员也很难使用远程NIO构建出高性能的协议服务器。而且还有著名的selector空轮询bug。
netty对NIO进行了封装，是接口更易用，解决了NIO的bug，使我们更方便地搭建一个高性能协议服务器。

netty的特点有哪些？

高并发，基于NIO，相比BIO并发性能高。
传输快，netty传输依赖零拷贝，减少数据拷贝。
封装好，对Java原生NIO接口封装，更易于使用。

netty的核心组件有哪些？

Bootstrap、ServerBootstrap
Bootstrap意思是引导，一个Netty应用通常由一个Bootstrap开始，主要作用是配置整个Netty程序，串联各个组件，Netty中Bootstrap类是客户端程序的启动引导类，ServerBootstrap是服务端启动引导类。

Future、ChannelFuture
正如前面介绍，在Netty中所有的IO操作都是异步的，不能立刻得知消息是否被正确处理，但是可以过一会等它执行完成或者直接注册一个监听，具体的实现就是通过Future和ChannelFutures，他们可以注册一个监听，当操作执行成功或失败时监听会自动触发注册的监听事件。

Channel
Netty网络通信的组件，能够用于执行网络I/O操作。 Channel为用户提供：

当前网络连接的通道的状态（例如是否打开？是否已连接？）
网络连接的配置参数（例如接收缓冲区大小）
提供异步的网络I/O操作(如建立连接，读写，绑定端口)，异步调用意味着任何I / O调用都将立即返回，并且不保证在调用结束时所请求的I / O操作已完成。调用立即返回一个ChannelFuture实例，通过注册监听器到ChannelFuture上，可以I / O操作成功、失败或取消时回调通知调用方。
支持关联I/O操作与对应的处理程序
不同协议、不同的阻塞类型的连接都有不同的 Channel 类型与之对应，下面是一些常用的 Channel 类型

NioSocketChannel，异步的客户端 TCP Socket 连接
NioServerSocketChannel，异步的服务器端 TCP Socket 连接
NioDatagramChannel，异步的 UDP 连接
NioSctpChannel，异步的客户端 Sctp 连接
NioSctpServerChannel，异步的 Sctp 服务器端连接这些通道涵盖了 UDP 和 TCP网络 IO以及文件 IO.

Selector
Netty基于Selector对象实现I/O多路复用，通过 Selector, 一个线程可以监听多个连接的Channel事件, 当向一个Selector中注册Channel 后，Selector 内部的机制就可以自动不断地查询(select) 这些注册的Channel是否有已就绪的I/O事件(例如可读, 可写, 网络连接完成等)，这样程序就可以很简单地使用一个线程高效地管理多个 Channel 。

NioEventLoop
NioEventLoop中维护了一个线程和任务队列，支持异步提交执行任务，线程启动时会调用NioEventLoop的run方法，执行I/O任务和非I/O任务：

I/O任务即selectionKey中ready的事件，如accept、connect、read、write等，由processSelectedKeys方法触发。
非IO任务添加到taskQueue中的任务，如register0、bind0等任务，由runAllTasks方法触发。
两种任务的执行时间比由变量ioRatio控制，默认为50，则表示允许非IO任务执行的时间与IO任务的执行时间相等。

NioEventLoopGroup
NioEventLoopGroup，主要管理eventLoop的生命周期，可以理解为一个线程池，内部维护了一组线程，每个线程(NioEventLoop)负责处理多个Channel上的事件，而一个Channel只对应于一个线程。

ChannelHandler
ChannelHandler是一个接口，处理I / O事件或拦截I / O操作，并将其转发到其ChannelPipeline(业务处理链)中的下一个处理程序。

ChannelHandler本身并没有提供很多方法，因为这个接口有许多的方法需要实现，方便使用期间，可以继承它的子类：

ChannelInboundHandler用于处理入站I / O事件
ChannelOutboundHandler用于处理出站I / O操作
或者使用以下适配器类：

ChannelInboundHandlerAdapter用于处理入站I / O事件
ChannelOutboundHandlerAdapter用于处理出站I / O操作
ChannelDuplexHandler用于处理入站和出站事件
ChannelHandlerContext
保存Channel相关的所有上下文信息，同时关联一个ChannelHandler对象

ChannelPipline
保存ChannelHandler的List，用于处理或拦截Channel的入站事件和出站操作。 ChannelPipeline实现了一种高级形式的拦截过滤器模式，使用户可以完全控制事件的处理方式，以及Channel中各个的ChannelHandler如何相互交互。

netty使用示例

public class MyNetty {
    public static void main(String[] args)throws Exception {
        int port=9001;
        new MyNettyServer(port).run();
    }
}
public class MyNettyServer {
    private int port;
    public MyNettyServer(int port){
        this.port=port;
    }
    public void run()throws Exception{
        EventLoopGroup bossGroup=new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup workerGroup=new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap b=new ServerBootstrap();
            b.group(bossGroup,workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel channel) throws Exception {
                                channel.pipeline().addLast(new MyNettyServerHandler());
                        }
                    })
                    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)
                    .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true);

            ChannelFuture channelFuture=b.bind(port).sync();
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        }finally {
            workerGroup.shutdownGracefully();
            bossGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}
public class MyNettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
        byte[] bytes=new byte[buf.readableBytes()];
        buf.readBytes(bytes);
        String body=new String(bytes,"UTF-8");
        System.out.println("i receive msg is "+body);
        ByteBuf resp= Unpooled.copiedBuffer("no".getBytes());
        ctx.writeAndFlush(resp).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE_ON_FAILURE);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        super.exceptionCaught(ctx, cause);
    }
}
public class MyClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        EventLoopGroup workGroup=new NioEventLoopGroup();
        try{
            Bootstrap bootstrap=new Bootstrap();
            bootstrap.group(workGroup)
                    .channel(NioSocketChannel.class)
                    .option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)
                    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>(){
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel channel) throws Exception {
                            channel.pipeline().addLast(new ClientHandler());
                        }
                    });
            ChannelFuture channelFuture=bootstrap.connect("127.0.0.1",9001).sync();
            if (channelFuture.isSuccess()){
                System.out.println("connect success !");
            }
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        }finally {
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}
public class ClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx)throws Exception{
        byte[] msg="hello world".getBytes();
        ByteBuf first= Unpooled.buffer(msg.length);
        first.writeBytes(msg);
        ctx.writeAndFlush(first).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE_ON_FAILURE);
    }

    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx,Object msg)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("girl say: "+body);
        if ("no".equals(body)){
            ByteBuf resp = Unpooled.copiedBuffer("don't worry,be happy".getBytes());
            ctx.writeAndFlush(resp).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE_ON_FAILURE);
        }
    }
}

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