前面学习了NIO与零拷贝、IO多路复用模型、Reactor主从模型。
服务器基于IO模型管理连接,获取输入数据,又基于线程模型,处理请求。
下面来学习Netty的具体应用。
Netty线程模型是建立在Reactor主从模式的基础上,主从 Rreactor 多线程模型:
但是在Netty中,bossGroup相当于mainReactor,workerGroup相当于SubReactor与Worker线程池的合体。如:
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); ServerBootstrap server = new ServerBootstrap(); server.group(bossGroup, workerGroup) .channel(NioServerSocketChannel.class);
bossGroup线程池负责监听端口,获取一个线程作为MainReactor,用于处理端口的Accept事件。
workerGroup线程池负责处理Channel(通道)的I/O事件,并处理相应的业务。
在启动时,可以初始化多个线程。
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(2); EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(3);
下面的例子演示了Netty的简单使用。
import io.netty.buffer.ByteBuf; import io.netty.buffer.Unpooled; import io.netty.channel.ChannelFutureListener; import io.netty.channel.ChannelHandler; import io.netty.channel.ChannelHandlerAdapter; import io.netty.channel.ChannelHandlerContext; import io.netty.util.CharsetUtil; /** * EchoServerHandler */ // 标识这类的实例之间可以在 channel 里面共享 @ChannelHandler.Sharable public class EchoServerHandler extends ChannelHandlerAdapter { @Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) { ByteBuf in = (ByteBuf) msg; System.out.println("Server received: " + in.toString(CharsetUtil.UTF_8)); ctx.write(in); } @Override public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { ctx.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER) .addListener(ChannelFutureListener.CLOSE); } @Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) { cause.printStackTrace(); ctx.close(); } }
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap; import io.netty.channel.ChannelFuture; import io.netty.channel.ChannelInitializer; import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup; import io.netty.channel.socket.SocketChannel; import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel; import java.net.InetSocketAddress; /** * Echo服务端 */ public class EchoServer { private final int port; private EchoServer(int port) { this.port = port; } private void start() throws Exception { //创建 EventLoopGroup NioEventLoopGroup boss = new NioEventLoopGroup(); NioEventLoopGroup work = new NioEventLoopGroup(); try { //创建 ServerBootstrap ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); b.group(boss, work) //指定使用 NIO 的传输 Channel .channel(NioServerSocketChannel.class) //设置 socket 地址使用所选的端口 .localAddress(new InetSocketAddress(port)) //添加 EchoServerHandler 到 Channel 的 ChannelPipeline .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override public void initChannel(SocketChannel ch) { ch.pipeline().addLast(new EchoServerHandler()); } }); //绑定的服务器;sync 等待服务器关闭 ChannelFuture f = b.bind().sync(); System.out.println(EchoServer.class.getName() + " started and listen on " + f.channel().localAddress()); //关闭 channel 和 块,直到它被关闭 f.channel().closeFuture().sync(); } finally { //关机的 EventLoopGroup,释放所有资源。 group.shutdownGracefully().sync(); } } public static void main(String[] args) throws Exception { //设置端口值(抛出一个 NumberFormatException 如果该端口参数的格式不正确) int port = 9999; //服务器start() new EchoServer(port).start(); } }
import io.netty.buffer.ByteBuf; import io.netty.buffer.Unpooled; import io.netty.channel.ChannelHandlerContext; import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler; import io.netty.util.CharsetUtil; public class EchoClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> { @Override public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) { ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("Netty rocks!", CharsetUtil.UTF_8)); } @Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) { cause.printStackTrace(); ctx.close(); } @Override protected void messageReceived(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) { System.out.println("Client received: " + msg.toString(CharsetUtil.UTF_8)); } }
import io.netty.bootstrap.Bootstrap; import io.netty.channel.ChannelFuture; import io.netty.channel.ChannelInitializer; import io.netty.channel.EventLoopGroup; import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup; import io.netty.channel.socket.SocketChannel; import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel; import java.net.InetSocketAddress; public class EchoClient { private final String host; private final int port; private EchoClient(String host, int port) { this.host = host; this.port = port; } private void start() throws Exception { EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); try { //创建 Bootstrap Bootstrap b = new Bootstrap(); //指定 EventLoopGroup 来处理客户端事件。 //由于使用 NIO 传输,所以用到了 NioEventLoopGroup 的实现 b.group(group) //使用的 channel 类型是一个用于 NIO 传输 .channel(NioSocketChannel.class) //设置服务器的 InetSocketAddress .remoteAddress(new InetSocketAddress(host, port)) //当建立一个连接和一个新的通道时,创建添加到 EchoClientHandler 实例 到 channel pipeline .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override public void initChannel(SocketChannel ch) { ch.pipeline().addLast(new EchoClientHandler()); } }); //连接到远程;等待连接完成 ChannelFuture f = b.connect().sync(); //阻塞直到 Channel 关闭 f.channel().closeFuture().sync(); } finally { //调用 shutdownGracefully() 来关闭线程池和释放所有资源 group.shutdownGracefully().sync(); } } public static void main(String[] args) throws Exception { //服务器地址及端口 String host = "localhost"; int port = 9999; new EchoClient(host, port).start(); } }
服务端包含了1个boss NioEventLoopGroup和1个work NioEventLoopGroup。
NioEventLoopGroup相当于1个事件循环组,组内包含多个事件循环(NioEventLoop),每个NioEventLoop包含1个Selector和1个事件循环线程。
ctx.channel().eventLoop().execute(new Runnable() { @Override public void run() { //... } });
例如在推送系统的业务线程里面,根据用户的标识,找到对应的 Channel 引用,然后调用 Write 类方法向该用户推送消息,就会进入到这种场景。最终的 Write 会提交到任务队列中后被异步消费。
ctx.channel().eventLoop().schedule(new Runnable() { @Override public void run() { //... } }, 60, TimeUnit.SECONDS);
这可能是目前最透彻的Netty原理架构解析
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