8.客户端创建

1.Netty客户端创建流程分析

netty 客户端服务端架构 netty做客户端_前端

  1. 用户线程创建Bootstrap实例，通过API设置创建客户端相关的参数，异步发起客户端连接。
  2. 创建处理客户端连接、IO读写的Reactor线程组NioEventLoopGroup。可以通过构造函数指定IO线程的个数，默认为CPU内核数的2倍。
  3. 通过Bootstrap的ChannelFactory和用户指定的Channel类型创建用于客户端连接的NioSocketChannel。
  4. 创建默认的ChannelHandlerPipeline，用于调度和执行网络事件。
  5. 异步发起TCP连接，判断连接是否成功。如果成功，则直接将NioSocketChannel注册到多路复用器上，监听读操作位，用于数据报读取和消息发送：如果没有立即连接成功，则注册连接监听位到多路复用器，等待连接结果。
  6. 注册对应的网络监听状态位到多路复用器。
  7. 由多路复用器在IO线程中轮询各Channel，处理连接结果。
  8. 如果连接成功，设置Future结果，发送连接成功事件，触发ChannelPipeline执行。
  9. 由ChannelPipeline调度执行系统和用户ChannelHandler，执行业务逻辑。

2.Netty客户端创建源码分析

  1. 客户端连接辅助类Bootstrap：
    1、Bootstrap是Netty提供的客户端连接工具类，主要用于简化客户端的创建。
    2、设置IO线程组：非阻塞IO的特点就是一个多路复用器，可以同时处理成百上千条链路，这就意味着NIO模式一个线程可以处理多个TCP连接。客户端相对于服务端，只需要一个处理IO读写的线程组即可。
    3、客户端TCP参数设置接口。Netty提供的主要TCP参数如下：
    (1)SO_TIMEOUT:控制读取操作将阻塞多少毫秒。若为0，计时器就被禁止了，该线程将无限期阻塞
    (2)SO_SNDBUF:套接字使用的发送缓冲区大小
    (3)SO_RCVBUF:套接字使用的接收缓冲区大小
    (4)SO_REUSEADDR：用于决定如果网络上仍然有数据向旧的ServerSocket传输数据，是否允许新的ServerSocket绑定到与旧的ServerSocket同样的端口上。该选项的默认值与操作系统有关。
    (5)CONNECT_TIMEOUT_MILLIS：客户端连接超时时间，由于NIO原生的客户端并不提供设置连接超时的接口，因此，Netty采用的是自定义连接超时定时器负责检测和超时控制。
    (6)TCP_NODELAY:激活或禁止TCP_NODELAY套接字选项，它决定是否使用Nagle算法，如果是时延敏感型的应用，建议关闭。
    4、BootstrapChannelFactory利用channelClass类型信息，通过反射机制创建NioSocketChannel对象
    5、设置Handler接口：Bootstrap为了简化Handler的编排，提供了ChannelInitializer，它继承了ChannelHandlerAdapter，当TCP链路注册成功之后，调用initChannel接口，用于设置用户ChannelHandler。其中initChannel为抽象接口，用户可以在此方法中设置ChannelHandler。
  2. 客户端连接操作
    1、首先要创建和初始化NioSocketChannel
    2、从NioEventLoopGroup中获取NioEventLoop，然后使用其作为参数创建NioSocketChannel。
    3、初始化Channel之后，将其注册到Selector上。
    4、链路创建成功之后，发起异步的TCP连接。
    5、SocketChannel执行connect()操作后，有3种结果：
    (1)连接成功，返回true
    (2)暂时没有连接上，服务端没有返回ACK应答，连接结果不确定，返回false，需要将NioSocketChannel中的selectionKey设置为OP_CONNECT，监听连接结果
    (3)连接失败，直接抛出IO异常。
    异步连接返回之后，需要判断连接结果，如果连接成功，则触发ChannelActive事件。最终会将NioSocketChannel中的selectionKey设置为OP_READ,用于监听网络读操作。
  3. 异步连接结果通知
    1、NioEventLoop的Selector轮询客户端连接Channel，当服务端返回握手应答之后，对连接结果进行判断
  4. 客户端连接超时机制：
    1、对于SocketChannel接口，JDK并没有提供连接超时机制，需要NIO框架或者用户自己扩展实现。Netty利用定时器提供了客户端连接超时控制功能。
    2、首先，用户在创建Netty客户端的时候，可以通过ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS配置项设置连接超时时间。发起连接的同时，启动连接超时检测定时器。
    3、一旦超时定时器执行，说明客户端连接超时，构造连接超时异常，将异常结果设置到connectPromise中，同时关闭客户端连接，释放句柄。
    4、如果在连接超时之前获取到连接结果，则删除连接超时定时器，防止其被触发。