如何通過(guò)Netty寫(xiě)出一個(gè)客戶端和服務(wù)器？[java培訓(xùn)]

Netty是一個(gè)提供 asynchronous event-driven (異步事件驅(qū)動(dòng))的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用框架，是一個(gè)用以快速開(kāi)發(fā)高性能、高可靠性協(xié)議的服務(wù)器和客戶端。換句話說(shuō)，Netty 是一個(gè) NIO 客戶端服務(wù)器框架，使用它可以快速簡(jiǎn)單地開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，比如服務(wù)器和客戶端的協(xié)議。Netty 大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程比如 TCP 和 UDP 的 socket 服務(wù)的開(kāi)發(fā)。 “快速和簡(jiǎn)單”并不意味著應(yīng)用程序會(huì)有難維護(hù)和性能低的問(wèn)題，Netty 是一個(gè)精心設(shè)計(jì)的框架，它從許多協(xié)議的實(shí)現(xiàn)中吸收了很多的經(jīng)驗(yàn)比如 FTP、SMTP、HTTP、許多二進(jìn)制和基于文本的傳統(tǒng)協(xié)議.因此，Netty 已經(jīng)成功地找到一個(gè)方式,在不失靈活性的前提下來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)易性，高性能，穩(wěn)定性。推薦了解黑馬程序員java培訓(xùn)課程。

讓我們開(kāi)始吧

本章圍繞Netty 的核心架構(gòu)，通過(guò)簡(jiǎn)單的示例帶你快速入門(mén)。當(dāng)你讀完本章節(jié)，你馬上就可以用 Netty 寫(xiě)出一個(gè)客戶端和服務(wù)器。

開(kāi)始之前

在開(kāi)始之前我們先說(shuō)明下開(kāi)發(fā)環(huán)境，我們使用netty-4.1.30這個(gè)版本，jdk使用1.8及以上版本。

<dependency>

    <groupId>io.netty</groupId>

    <artifactId>netty-all</artifactId>

    <version>4.1.30.Final</version>

</dependency>

jdk請(qǐng)自行下載。

先來(lái)個(gè)丟棄服務(wù)

世上最簡(jiǎn)單的協(xié)議不是'Hello, World!' 而是 DISCARD(丟棄)。這個(gè)協(xié)議將會(huì)丟掉任何收到的數(shù)據(jù)，而不響應(yīng)。 為了實(shí)現(xiàn) DISCARD 協(xié)議，你只需忽略所有收到的數(shù)據(jù)。讓我們從 handler (處理器)的實(shí)現(xiàn)開(kāi)始，handler 是由Netty 生成用來(lái)處理 I/O 事件的。

先創(chuàng)建一個(gè)處理器

package com.netty.first;

import io.netty.buffer.ByteBuf;

import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;

import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;

/**

* 處理服務(wù)端 channel.

*/

public class DiscardServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { // (1)

@Override

public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) { // (2)

System.out.println(msg);

// 默默地丟棄收到的數(shù)據(jù)

((ByteBuf) msg).release(); // (3)

   }

    @Override

    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) { // (4)

// 當(dāng)出現(xiàn)異常就關(guān)閉連接

cause.printStackTrace();

ctx.close();

   }

}

(1) DiscardServerHandler 繼承自 ChannelInboundHandlerAdapter ，這個(gè)類實(shí)現(xiàn)了ChannelInboundHandler接口，ChannelInboundHandler提供了許多事件處理的接口方法，然后你可以覆蓋這些方法?，F(xiàn)在僅僅只需要繼承ChannelInboundHandlerAdapter 類而不是你自己去實(shí)現(xiàn)接口方法。 

(2)這里我們覆蓋了chanelRead() 事件處理方法。每當(dāng)從客戶端收到新的數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)方法會(huì)在收到消息時(shí)被調(diào)用，這個(gè)例子中，收到的消息的類型是 ByteBuf。

(3)為了實(shí)現(xiàn)DISCARD協(xié)議，處理器不得不忽略所有接受到的消息。ByteBuf是一個(gè)引用計(jì)數(shù)對(duì)象，這個(gè)對(duì)象必須顯示地調(diào)用release() 方法來(lái)釋放。請(qǐng)記住處理器的職責(zé)是釋放所有傳遞到處理器的引用計(jì)數(shù)對(duì)象。通常， channelRead() 方法的實(shí)現(xiàn)就像下面的這段代碼：

@Override

public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {

    try {

// Do something with msg

   } finally {

ReferenceCountUtil.release(msg);

   }

}

(4)exceptionCaught()事件處理方法是當(dāng)出現(xiàn)Throwable對(duì)象才會(huì)被調(diào)用，即當(dāng)Netty由于IO錯(cuò)誤或者處理器在處理事件時(shí)拋出的異常時(shí)。在大部分情況下，捕獲的異常應(yīng)該被記錄下來(lái)并且把關(guān)聯(lián)的 channel 給關(guān)閉掉。然而這個(gè)方法的處理方式會(huì)在遇到不同異常的情況下有不同的實(shí)現(xiàn)，比如你可能想在關(guān)閉連接之前發(fā)送一個(gè)錯(cuò)誤碼的響應(yīng)消息。

編寫(xiě)服務(wù)端代碼

目前為止一切都還不錯(cuò)，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了DISCARD服務(wù)器的一半功能，剩下的需要編寫(xiě)一個(gè)main()方法來(lái)啟動(dòng)服務(wù)端的DiscardServerHandler 。

package com.netty.first;

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;

import io.netty.channel.ChannelFuture;

import io.netty.channel.ChannelInitializer;

import io.netty.channel.ChannelOption;

import io.netty.channel.EventLoopGroup;

import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;

import io.netty.channel.socket.SocketChannel;

import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;

/**

* 丟棄任何進(jìn)入的數(shù)據(jù)

*/

public class DiscardServer {

    private int port;

    public DiscardServer(int port) {

        this.port = port;

   }

    public void run() throws Exception {

        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); // (1)

        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

        try {

            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); // (2)

            b.group(bossGroup, workerGroup)

                   .channel(NioServerSocketChannel.class) // (3)

                   .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { // (4)

                        @Override

public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {

                            ch.pipeline().addLast(new DiscardServerHandler());

                       }

                   })

                   .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)          // (5)

                   .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); // (6)

            // 綁定端口，開(kāi)始接收進(jìn)來(lái)的連接

            ChannelFuture f = b.bind(port).sync(); // (7)

             // 等待服務(wù)器 socket 關(guān)閉 。

            // 在這個(gè)例子中，這不會(huì)發(fā)生，但你可以優(yōu)雅地關(guān)閉你的服務(wù)器。

            f.channel().closeFuture().sync();

       } finally {

            workerGroup.shutdownGracefully();

            bossGroup.shutdownGracefully();

       }

   }

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        int port;

        if (args.length > 0) {

            port = Integer.parseInt(args[0]);

       } else {

            port = 8080;

       }

        new DiscardServer(port).run();

   }

}

1、NioEventLoopGroup是用來(lái)處理I/O操作的多線程事件循環(huán)器，Netty提供了許多不同的EventLoopGroup的實(shí)現(xiàn)用來(lái)處理不同的傳輸。在這個(gè)例子中我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)服務(wù)端的應(yīng)用，因此會(huì)有2個(gè) NioEventLoopGroup 會(huì)被使用。第一個(gè)經(jīng)常被叫做‘boss’，用來(lái)接收進(jìn)來(lái)的連接。第二個(gè)經(jīng)常被叫做‘worker’，用來(lái)處理已經(jīng)被接收的連接，一旦‘boss’接收到連接，就會(huì)把連接信息注冊(cè)到‘worker’上。如何知道多少個(gè)線程已經(jīng)被使用，如何映射到已經(jīng)創(chuàng)建的 Channel上都需要依賴于 EventLoopGroup 的實(shí)現(xiàn)，并且可以通過(guò)構(gòu)造函數(shù)來(lái)配置他們的關(guān)系。

2、ServerBootstrap是一個(gè)啟動(dòng)NIO服務(wù)的輔助啟動(dòng)類。你可以在這個(gè)服務(wù)中直接使用 Channel，但是這會(huì)是一個(gè)復(fù)雜的處理過(guò)程，在很多情況下你并不需要這樣做。

3、這里我們指定使用NioServerSocketChannel類來(lái)舉例說(shuō)明一個(gè)新的 Channel 如何接收進(jìn)來(lái)的連接。

4、這里的事件處理類經(jīng)常會(huì)被用來(lái)處理一個(gè)最近的已經(jīng)接收的Channel。ChannelInitializer是一個(gè)特殊的處理類，他的目的是幫助使用者配置一個(gè)新的Channel。也許你想通過(guò)增加一些處理類比如DiscardServerHandler 來(lái)配置一個(gè)新的 Channel 或者其對(duì)應(yīng)的ChannelPipeline 來(lái)實(shí)現(xiàn)你的網(wǎng)絡(luò)程序。當(dāng)你的程序變的復(fù)雜時(shí)，可能你會(huì)增加更多的處理類到 pipline 上，然后提取這些匿名類到最頂層的類上。

5、你可以設(shè)置這里指定的Channel實(shí)現(xiàn)的配置參數(shù)。我們正在寫(xiě)一個(gè)TCP/IP的服務(wù)端，因此我們被允許設(shè)置socket的參數(shù)選項(xiàng)比如tcpNoDelay 和 keepAlive。請(qǐng)參考 ChannelOption 和詳細(xì)的ChannelConfig實(shí)現(xiàn)的接口文檔以此可以對(duì)ChannelOption 的有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)。 

6、你關(guān)注過(guò) option() 和 childOption() 嗎?option() 是提供給NioServerSocketChannel 用來(lái)接收進(jìn)來(lái)的連接。childOption() 是提供給由父管道 ServerChannel接收到的連接，在這個(gè)例子中也是 NioServerSocketChannel。

7、我們繼續(xù)，剩下的就是綁定端口然后啟動(dòng)服務(wù)。這里我們?cè)跈C(jī)器上綁定了機(jī)器所有網(wǎng)卡上的8080端口。當(dāng)然現(xiàn)在你可以多次調(diào)用bind() 方法(基于不同綁定地址)。恭喜!你已經(jīng)熟練地完成了第一個(gè)基于 Netty 的服務(wù)端程序。

查看收到的數(shù)據(jù)

現(xiàn)在我們已經(jīng)編寫(xiě)出我們第一個(gè)服務(wù)端，我們需要測(cè)試一下他是否真的可以運(yùn)行。最簡(jiǎn)單的測(cè)試方法是用telnet命令。例如，你可以在命令行上輸入telnet localhost 8080或者其他類型參數(shù)。

在telnet終端中輸入任意字符，服務(wù)端向控制臺(tái)輸出信息。證明服務(wù)端接收到客戶端發(fā)送的消息了。但是我們并不能看到服務(wù)端接收到了什么東西，我們可以把channelRead方法改成如下內(nèi)容：

@Override

public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) { // (2)

    //System.out.println(msg);

    ByteBuf message = (ByteBuf) msg;

    System.out.println(message.toString(CharsetUtil.US_ASCII));

    // 默默地丟棄收到的數(shù)據(jù)

   ((ByteBuf) msg).release(); // (3)

}

這樣控制臺(tái)就可以看到客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)了。

寫(xiě)個(gè)應(yīng)答服務(wù)器

到目前為止，我們雖然接收到了數(shù)據(jù)，但沒(méi)有做任何的響應(yīng)。然而一個(gè)服務(wù)端通常會(huì)對(duì)一個(gè)請(qǐng)求作出響應(yīng)。讓我們學(xué)習(xí)怎樣在ECHO協(xié)議的實(shí)現(xiàn)下編寫(xiě)一個(gè)響應(yīng)消息給客戶端，這個(gè)協(xié)議針對(duì)任何接收的數(shù)據(jù)都會(huì)返回一個(gè)響應(yīng)。

和 discard server 唯一不同的是把在此之前我們實(shí)現(xiàn)的channelRead()方法，返回所有的數(shù)據(jù)替代打印接收數(shù)據(jù)到控制臺(tái)上的邏輯。因此，需要把channelRead()方法修改如下：

@Override

public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {

    ctx.write(msg); // (1)

    ctx.flush(); // (2)

}

(1)ChannelHandlerContext對(duì)象提供了許多操作，使你能夠觸發(fā)各種各樣的I/O事件和操作。這里我們調(diào)用了write(Object) 方法來(lái)逐字地把接受到的消息寫(xiě)入。請(qǐng)注意不同于DISCARD的例子我們并沒(méi)有釋放接受到的消息，這是因?yàn)楫?dāng)寫(xiě)入的時(shí)候 Netty 已經(jīng)幫我們釋放了。

(2)ctx.write(Object)方法不會(huì)使消息寫(xiě)入到通道上，他被緩沖在了內(nèi)部，你需要調(diào)用 ctx.flush() 方法來(lái)把緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)強(qiáng)行輸出?；蛘吣憧梢杂酶?jiǎn)潔的cxt.writeAndFlush(msg)以達(dá)到同樣的目的。

如果你再一次運(yùn)行telnet命令，你會(huì)看到服務(wù)端會(huì)發(fā)回一個(gè)你已經(jīng)發(fā)送的消息。

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