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- HTTP服务
Netty 主要基于主从 Reactors 多线程模型（如图）做了一定的改进，其中主从 Reactor 多线程模型有多个 Reactor
BossGroup 线程维护 Selector，只关注 Accecpt当接收到 Accept 事件，获取到对应的 SocketChannel，封装成 NIOScoketChannel 并注册到 Worker 线程（事件循环），并进行维护当 Worker 线程监听到 Selector 中通道发生自己感兴趣的事件后，就进行处理（就由 handler），注意 handler 已经加入到通道
进阶版
详细版
1.Netty抽象出两组线程池,BossGroup 负责客户端连接,WorkerGroup 负责网络的读写
2.BossGroup 和 WorkerGroup 类型都是NIOEventLoopGroup
3.NIOEventLoop 相当于一个事件循环组,这个组包含多个事件循环,每一个循环都是NIOEventLoop
4.NIOEventLoop 表示一个不断循环的执行处理任务的线程.每个NIOEventLoop都有一个Selector,用于监听绑定在其上的socket网络通讯
5.NioEventLoopGroup 可以有多个线程,即可以包含多个NioEventLoop
6.每个BossNioEventLoop 循环执行步骤有3步
轮询accept事件
处理accept事件,与client建立连接,生成NioScoketChannel,并将其注册到某个worker,NIOEventLoop上的Selectot
处理任务队列的任务,即runAllTasks
7.每个worker NIOEventLoop循环执行的步骤
轮询read,write事件
处理IO事件,即read,write事件,在对应NIOSocketChannel处理
处理任务队列的任务,即runALlTasks
8.每个Worker,NIOEventLoop处理业务时,会使用pipeline,pipline中包含了channel,通过pipline可以获取到对应管道,管道中维护了很多的处理器
案例
Netty 服务器在 6668 端口监听，客户端能发送消息给服务器"hello,服务器~"
服务器可以回复消息给客户端"hello,客户端~"
NettyServer
package com.zyd.netty;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
public class NettyServer {
public static void main(String[] args) {
/*
1.创建BossGroup 和 WorkerGroup
2. BossGroup只处理连接请求真正和客户端业务处理,交给WorkerGroup完成
3.两个都是无限循环
4. bossGroup 和 workerGroup 含有的子线程(NioEventLoop)的个数
实际 cpu核数 *2
*/
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); //8
try {
//创建服务器端启动对象,配置参数
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
//使用链式编程进行设置
bootstrap.group(bossGroup, workerGroup)//设置两个线程组
.channel(NioServerSocketChannel.class) //使用NioSocketChannel作为服务器通道实现
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128) //设置线程队列得到连接个数
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true) //设置保持活动连接状态
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { //创建一个通道初始化对象
protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
//可以使用一个集合管理 SocketChannel， 再推送消息时，可以将业务加入到各个channel 对应的 NIOEventLoop 的 taskQueue 或者 scheduleTaskQueue
System.out.println("客户socketChannel hashCode = " + socketChannel.hashCode());
socketChannel.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
}
});// 给我们的workerGroup 的 EventLoop 对应的管道设置处理器
System.out.println("服务器 is ready ");
//绑定一个端口,并且同步,生成一个ChannelFuture
//启动服务器(并绑定端口)
ChannelFuture cf = bootstrap.bind(6668).sync();
//给cf注册监听器,监控我们关心的事件
cf.addListener(new ChannelFutureListener() {
public void operationComplete(ChannelFuture channelFuture) throws Exception {
if (channelFuture.isSuccess()) {
System.out.println("监听端口 6668 成功");
} else {
System.out.println("监听端口 6668 失败");
}
}
});
cf.channel().closeFuture().sync();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
}
NettyServerHandler
package com.zyd.netty;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.util.CharsetUtil;
/**
* 自定义一个Handler,需要继续netty,规定好的某个HandlerAdapter
*
*/
public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
// 读取数据实际
/*
1.ChannelHandlerContext ctx:上下文对象,含有 管道pipline,通道channel,地址
2. Object msg: 就是客户端发送的数据 默认Object
*/
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
System.out.println("服务器读取线程 " + Thread.currentThread().getName() + " channle =" + ctx.channel());
System.out.println("server ctx =" + ctx);
System.out.println("看看channel 和 pipeline的关系");
Channel channel = ctx.channel();
ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline(); //本质是一个双向链接, 出站入站
//将 msg 转成一个 ByteBuf
//ByteBuf 是 Netty 提供的，不是 NIO 的 ByteBuffer.
ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
System.out.println("客户端发送消息是:" + buf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("客户端地址:" + channel.remoteAddress());
}
//数据读取完毕
@Override
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
//writeAndFlush 是 write + flush
//将数据写入到缓存，并刷新
//一般讲，我们对这个发送的数据进行编码
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, 客户端~(>^ω^<)喵1", CharsetUtil.UTF_8));
}
//处理异常, 一般是需要关闭通道
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
ctx.close();
}
}
NettyClient
package com.zyd.netty;
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;
public class NettyClient {
public static void main(String[] args) {
//客户端需要一个事件循环组
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
//创建客户端启动对象
//注意客户端使用的不是 ServerBootstrap 而是 Bootstrap
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
//设置相关参数
bootstrap.group(group) //设置线程组
.channel(NioSocketChannel.class) // 设置客户端通道的实现类(反射)
.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new NettyClientHandler()); //加入自己的处理器
}
});
System.out.println("客户端 ok..");
//启动客户端去连接服务器端
//关于 ChannelFuture 要分析，涉及到netty的异步模型
ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 6668).sync();
//给关闭通道进行监听
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
NettyClientHandler
package com.zyd.netty;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import io.netty.util.CharsetUtil;
public class NettyClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
//当通道就绪就会触发该方法
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
System.out.println("client " + ctx);
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, server: (>^ω^<)喵", CharsetUtil.UTF_8));
}
//当通道有读取事件时，会触发
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
System.out.println("服务器回复的消息:" + buf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("服务器的地址： " + ctx.channel().remoteAddress());
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
cause.printStackTrace();
ctx.close();
}
}
任务队列中的 Task 有 3 种典型使用场景
1.用户程序自定义的普通任务【举例说明】
2.用户自定义定时任务
3.非当前 Reactor 线程调用 Channel 的各种方法 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
package com.atguigu.netty.simple;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import io.netty.util.CharsetUtil;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 说明
* 1. 我们自定义一个Handler 需要继续netty 规定好的某个HandlerAdapter(规范)
* 2. 这时我们自定义一个Handler , 才能称为一个handler
*/
public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
//读取数据实际(这里我们可以读取客户端发送的消息)
/**
* 1. ChannelHandlerContext ctx:上下文对象, 含有 管道pipeline , 通道channel, 地址
* 2. Object msg: 就是客户端发送的数据 默认Object
*/
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
// 比如这里我们有一个非常耗时长的业务-> 异步执行 -> 提交该channel 对应的
// NIOEventLoop 的 taskQueue中,
// 解决方案1 用户程序自定义的普通任务
ctx.channel().eventLoop().execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5 * 1000);
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, 客户端~(>^ω^<)喵2", CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("channel code=" + ctx.channel().hashCode());
} catch (Exception ex) {
System.out.println("发生异常" + ex.getMessage());
}
}
});
ctx.channel().eventLoop().execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5 * 1000);
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, 客户端~(>^ω^<)喵3", CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("channel code=" + ctx.channel().hashCode());
} catch (Exception ex) {
System.out.println("发生异常" + ex.getMessage());
}
}
});
//解决方案2 : 用户自定义定时任务 -》 该任务是提交到 scheduleTaskQueue中
ctx.channel().eventLoop().schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5 * 1000);
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, 客户端~(>^ω^<)喵4", CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("channel code=" + ctx.channel().hashCode());
} catch (Exception ex) {
System.out.println("发生异常" + ex.getMessage());
}
}
}, 5, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("go on ...");
// System.out.println("服务器读取线程 " + Thread.currentThread().getName() + " channle =" + ctx.channel());
// System.out.println("server ctx =" + ctx);
// System.out.println("看看channel 和 pipeline的关系");
// Channel channel = ctx.channel();
// ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline(); //本质是一个双向链接, 出站入站
//
// //将 msg 转成一个 ByteBuf
// //ByteBuf 是 Netty 提供的，不是 NIO 的 ByteBuffer.
// ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
// System.out.println("客户端发送消息是:" + buf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
// System.out.println("客户端地址:" + channel.remoteAddress());
}
//数据读取完毕
@Override
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
//writeAndFlush 是 write + flush
//将数据写入到缓存，并刷新
//一般讲，我们对这个发送的数据进行编码
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, 客户端~(>^ω^<)喵1", CharsetUtil.UTF_8));
}
//处理异常, 一般是需要关闭通道
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
ctx.close();
}
}
方案再说明
- netty 抽象出两组线程池,BossGroup 负责接收客户端连接,WokerGroup 负责网络读写操作
.2.NIOEventLoop 表示一个不断循环执行处理任务的线程,每个NIOEventLoop都有一个Selector,用于监听绑定在其上的socket网络通道
3.NioEnventLoop 内部采用串行化设计,从消息读取 -> 解码 -> 处理 -> 编码 -> 发送,始终由IO线程NIOEventLoop负责,NioEventLoopGroup下包含多个NioEventLoop
每个NioEventLoop中包含一个Selector,一个taskQueue
每个NioEventLoop的Selector 上可以注册监听多个NIOChannel
每个NIOChannel 只会绑定在唯一的NioEventLoop上
每个NIOChannel都绑定有一个自己的ChannelPipline
异步模型
1.异步的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后，调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的组件在完成后，通过状态、通知和回调来通知调用者。
2.Netty 中的 I/O 操作是异步的，包括 Bind、Write、Connect 等操作会简单的返回一个 ChannelFuture。
3,调用者并不能立刻获得结果，而是通过 Future-Listener 机制，用户可以方便的主动获取或者通过通知机制获得 IO 操作结果
4.Netty 的异步模型是建立在 future 和 callback 的之上的。callback 就是回调。重点说 Future，它的核心思想是：假设一个方法 fun，计算过程可能非常耗时，等待 fun 返回显然不合适。那么可以在调用 fun 的时候，立马返回一个 Future，后续可以通过 Future 去监控方法 fun 的处理过程（即：Future-Listener 机制）
Future 说明
表示异步的执行结果,可以通过它提供的方法来检测执行是否完成，比如检索计算等等。
ChannelFuture 是一个接口：public interface ChannelFuture extends Future 我们可以添加监听器，当监听的事件发生时，就会通知到监听器。案例说明
在使用 Netty 进行编程时，拦截操作和转换出入站数据只需要您提供 callback 或利用 future 即可。这使得链式操作简单、高效，并有利于编写可重用的、通用的代码。
Netty 框架的目标就是让你的业务逻辑从网络基础应用编码中分离出来、解脱出来。
Future-Listener 机制
1.当 Future 对象刚刚创建时，处于非完成状态，调用者可以通过返回的 ChannelFuture 来获取操作执行的状态，注册监听函数来执行完成后的操作。
2 常用操作如下
通过 isDone 方法来判断当前操作是否完成；
通过 isSuccess 方法来判断已完成的当前操作是否成功；
通过 getCause 方法来获取已完成的当前操作失败的原因；
通过 isCancelled 方法来判断已完成的当前操作是否被取消；
通过 addListener 方法来注册监听器，当操作已完成（isDone方法返回完成），将会通知指定的监听器；如果 Future 对象已完成，则通知指定的监听器
`
``
//绑定一个端口并且同步,生成了一个ChannelFuture对象
//启动服务器(并绑定端口)
ChannelFuture cf = bootstrap.bind(6668).sync();
//给cf注册监听器，监控我们关心的事件
cf.addListener(new ChannelFutureListener() {
@Override
public void operationComplete (ChannelFuture future) throws Exception {
if (future.isSuccess()) {
System.out.println("监听端口6668成功");
} else {
System.out.println("监听端口6668失败");
}
}
});
HTTP服务
server
package com.zyd.netty;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
public class TestServer {
public static void main(String[] args) {
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).childHandler(new TestServerInitializer());
ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(6668).sync();
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
}
TestServerInitializer
package com.zyd.netty;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.handler.codec.http.HttpServerCodec;
public class TestServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
//向管道加入处理器
ChannelPipeline pipeline = socketChannel.pipeline();
//加入一个netty 提供的httpServerCodec codec =>[coder - decoder]
//HttpServerCodec 说明
//1. HttpServerCodec 是netty 提供的处理http的 编-解码器
pipeline.addLast("MyHttpServerCodec", new HttpServerCodec());
//2. 增加一个自定义的handler
pipeline.addLast("MyTestHttpServerHandler", new TestHttpServerHandler());
System.out.println("ok~~~~");
}
}
TestHttpServerHandler
package com.zyd.netty;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.handler.codec.http.*;
import io.netty.util.CharsetUtil;
import java.net.URI;
/**
* 1. SimpleChannelInboundHandler 是 ChannelInboundHandlerAdapter
* 2. HttpObject 客户端和服务器端相互通讯的数据被封装成 HttpObject
*/
public class TestHttpServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<HttpObject> {
protected void messageReceived(ChannelHandlerContext ctx, HttpObject msg) throws Exception {
System.out.println("对应的channel=" + ctx.channel() + " pipeline=" + ctx
.pipeline() + " 通过pipeline获取channel" + ctx.pipeline().channel());
System.out.println("当前ctx的handler=" + ctx.handler());
//判断 msg 是不是 httprequest请求
if (msg instanceof HttpRequest) {
System.out.println("ctx 类型=" + ctx.getClass());
System.out.println("pipeline hashcode" + ctx.pipeline().hashCode() + " TestHttpServerHandler hash=" + this.hashCode());
System.out.println("msg 类型=" + msg.getClass());
System.out.println("客户端地址" + ctx.channel().remoteAddress());
//获取到
HttpRequest httpRequest = (HttpRequest) msg;
URI uri = new URI(httpRequest.getUri());
//获取uri, 过滤指定的资源
if ("/favicon.ico".equals(uri.getPath())) {
System.out.println("请求了 favicon.ico, 不做响应");
return;
}
//回复信息给浏览器 [http协议]
ByteBuf content = Unpooled.copiedBuffer("hello, 我是服务器", CharsetUtil.UTF_8);
//构造一个http的相应，即 httpresponse
FullHttpResponse response = new DefaultFullHttpResponse(HttpVersion.HTTP_1_1, HttpResponseStatus.OK, content);
response.headers().set("Content-type", "text/plain");
ctx.writeAndFlush(response);
}
}
}
