Netty 核心組件是指 Netty 在執(zhí)行過程中所涉及到的重要概念,這些核心組件共同組成了 Netty 框架,使 Netty 框架能夠正常的運行。
Netty 核心組件包含以下內(nèi)容:
這些組件的交互流程如下:
上圖是 Netty 邏輯處理架構(gòu),這個邏輯處理架構(gòu)為典型網(wǎng)絡(luò)分層架構(gòu)設(shè)計,共分為網(wǎng)絡(luò)通信層、事件調(diào)度層、服務(wù)編排層,每一層各司其職,共同成為了 Netty 的核心組件。
Bootstrap 是“引導(dǎo)”的意思,它主要負責(zé)整個 Netty 程序的啟動、初始化、服務(wù)器連接等過程,它相當(dāng)于一條主線,串聯(lián)了 Netty 的其他核心組件。
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PS:Netty 中的引導(dǎo)器共分為兩種類型:一個為用于客戶端引導(dǎo)的 Bootstrap,另一個為用于服務(wù)端引導(dǎo)的 ServerBootStrap。
Channel 是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸通道,它代表了到實體(如硬件設(shè)備、文件、網(wǎng)絡(luò)套接字或能夠執(zhí)行 I/O 操作的程序組件)的開放連接,如讀操作和寫操作。
Channel 提供了基本的 API 用于網(wǎng)絡(luò) I/O 操作,如 register、bind、connect、read、write、flush 等。Netty 自己實現(xiàn)的 Channel 是以 JDK NIO Channel 為基礎(chǔ)的,相比較于 JDK NIO,Netty 的 Channel 提供了更高層次的抽象,同時屏蔽了底層 Socket 的復(fù)雜性,賦予了 Channel 更加強大的功能,你在使用 Netty 時基本不需要再與 Java Socket 類直接打交道。
常見的 Channel 類型有以下幾個:
當(dāng)然 Channel 也會有多種狀態(tài),如連接建立、連接注冊、數(shù)據(jù)讀寫、連接銷毀等狀態(tài)。
EventLoopGroup 是一個處理 I/O 操作和任務(wù)的線程組。在 Netty 中,EventLoopGroup 負責(zé)接受客戶端的連接,以及處理網(wǎng)絡(luò)事件,如讀/寫事件。它包含多個 EventLoop,每個 EventLoop 包含一個 Selector 和一個重要的組件,用于處理注冊到其上的 Channel 的所有 I/O 事件
它們?nèi)叩年P(guān)系如下:
Netty 通過創(chuàng)建不同的 EventLoopGroup 參數(shù)配置,就可以支持 Reactor 的三種線程模型:
ChannelHandler 是 Netty 處理 I/O 事件或攔截 I/O 操作的組件。當(dāng)發(fā)生某種 I/O 事件時(如數(shù)據(jù)接收、連接打開、連接關(guān)閉等),ChannelHandler 會被調(diào)用并處理這個事件。
例如,數(shù)據(jù)的編解碼工作以及其他轉(zhuǎn)換工作實際都是通過 ChannelHandler 處理的。站在開發(fā)者的角度,最需要關(guān)注的就是 ChannelHandler,我們很少會直接操作 Channel,都是通過 ChannelHandler 間接完成。
ChannelPipeline 是 ChannelHandler 的容器,提供了一種方式,以鏈式的方式組織和處理跨多個 ChannelHandler 之間的交互邏輯。當(dāng)數(shù)據(jù)在管道中流動時,它會按照 ChannelHandler 的順序被處理。
下面是一個使用 Netty 構(gòu)建的最簡單服務(wù)器端和客戶端示例,這個例子中,服務(wù)器接收到客戶端的消息后,會直接將消息原樣回傳給客戶端。
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;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.NioServerSocketChannel;import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;public class NettyServer { public static void main(String[] args) throws Exception { // 創(chuàng)建BossGroup和WorkerGroup,它們都是EventLoopGroup的實現(xiàn) // BossGroup負責(zé)接收進來的連接 EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1); // WorkerGroup負責(zé)處理已經(jīng)被接收的連接 EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); try { // 創(chuàng)建服務(wù)器端的啟動對象,配置參數(shù) ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(); // 設(shè)置兩個線程組 bootstrap.group(bossGroup, workerGroup) // 設(shè)置服務(wù)器通道實現(xiàn)類型 .channel(NioServerSocketChannel.class) // 設(shè)置通道初始化器,主要用來配置管道中的處理器 .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { // 向管道加入處理器 // 解碼器:ByteBuf -> String ch.pipeline().addLast(new StringDecoder()); // 編碼器:String -> ByteBuf ch.pipeline().addLast(new StringEncoder()); // 自定義的處理器 ch.pipeline().addLast(new ServerHandler()); } }); System.out.println("服務(wù)器 is ready..."); // 綁定一個端口并且同步,生成了一個ChannelFuture對象 ChannelFuture cf = bootstrap.bind(6668).sync(); // 對關(guān)閉通道進行監(jiān)聽 cf.channel().closeFuture().sync(); } finally { // 優(yōu)雅關(guān)閉線程組 bossGroup.shutdownGracefully(); workerGroup.shutdownGracefully(); } }}
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 io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;public class NettyClient { public static void main(String[] args) throws Exception { // 創(chuàng)建EventLoopGroup,相當(dāng)于線程池 EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); try { // 創(chuàng)建客戶端啟動對象 Bootstrap bootstrap = new Bootstrap(); // 設(shè)置相關(guān)參數(shù) bootstrap.group(group) // 設(shè)置線程組 .channel(NioSocketChannel.class) // 設(shè)置客戶端通道實現(xiàn)類型 .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { // 設(shè)置處理器 @Override protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { // 向管道加入處理器 ch.pipeline().addLast(new StringDecoder()); ch.pipeline().addLast(new StringEncoder()); // 自定義的處理器 ch.pipeline().addLast(new ClientHandler()); } }); System.out.println("客戶端 is ready..."); // 發(fā)起異步連接操作 ChannelFuture future = bootstrap.connect("127.0.0.1", 6668).sync(); // 發(fā)送消息 future.channel().writeAndFlush("Hello Server!"); // 對關(guān)閉通道進行監(jiān)聽 future.channel().closeFuture().sync(); } finally { group.shutdownGracefully(); // 優(yōu)雅關(guān)閉線程組 } }}
《Netty核心原理剖析與RPC實踐》
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