感谢网友【黄亿华】投递本稿。
Netty和Mina是Java世界非常知名的通讯框架。它们都出自同一个作者，Mina诞生略早，属于Apache基金会，而Netty开始在Jboss名下，后来出来自立门户netty.io。关于Mina已有@FrankHui的Mina系列文章，我正好最近也要做一些网络方面的开发，就研究一下Netty的源码，顺便分享出来了。 Netty目前有两个分支：4.x和3.x。4.0分支重写了很多东西，并对项目进行了分包，规模比较庞大，入手会困难一些，而3.x版本则已经被广泛使用。本系列文章针对netty 3.7.0 final。3.x和4.0的区别可以参考这篇文章：http://www.oschina.net/translate/netty-4-0-new-and-noteworthy?print。
起：Netty是什么
- 监听端口，建立Socket连接
- 建立线程，处理内容
- 读取Socket内容，并对协议进行解析
- 进行逻辑处理
- 回写响应内容
- 如果是多次交互的应用(SMTP、FTP)，则需要保持连接多进行几次交互
- 关闭连接
建立线程是一个比较耗时的操作，同时维护线程本身也有一些开销，所以我们会需要多线程机制，幸好JDK已经有很方便的多线程框架了，这里我们不需要花很多心思。 此外，因为TCP连接的特性，我们还要使用连接池来进行管理：
- 建立TCP连接是比较耗时的操作，对于频繁的通讯，保持连接效果更好
- 对于并发请求，可能需要建立多个连接
- 维护多个连接后，每次通讯，需要选择某一可用连接
- 连接超时和关闭机制
想想就觉得很复杂了！实际上，基于NIO直接实现这部分东西，即使是老手也容易出现错误，而使用Netty之后，你只需要关注逻辑处理部分就可以了。
承：体验Netty
这里我们引用Netty的example包里的一个例子，一个简单的EchoServer，它接受客户端输入，并将输入原样返回。其主要代码如下：
02 |
// Configure the server. |
03 |
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(
|
04 |
new NioServerSocketChannelFactory(
|
05 |
Executors.newCachedThreadPool(), |
06 |
Executors.newCachedThreadPool())); |
08 |
// Set up the pipeline factory. |
09 |
bootstrap.setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {
|
10 |
public ChannelPipeline getPipeline() throws Exception {
|
11 |
return Channels.pipeline(new EchoServerHandler());
|
15 |
// Bind and start to accept incoming connections. |
16 |
bootstrap.bind(new InetSocketAddress(port));
|
这里EchoServerHandler是其业务逻辑的实现者，大致代码如下：
1 |
public class EchoServerHandler extends SimpleChannelUpstreamHandler {
|
4 |
public void messageReceived(
|
5 |
ChannelHandlerContext ctx, MessageEvent e) {
|
6 |
// Send back the received message to the remote peer.
|
7 |
e.getChannel().write(e.getMessage());
|
还是挺简单的，不是吗？
转：Netty背后的事件驱动机制
完成了以上一段代码，我们算是与Netty进行了第一次亲密接触。如果想深入学习呢？
首先推荐Netty的官方User Guide：http://netty.io/3.7/guide/。其次，阅读源码是了解一个开源工具非常好的手段，但是Java世界的框架大多追求大而全，功能完备，如果逐个阅读，难免迷失方向，Netty也并不例外。相反，抓住几个重点对象，理解其领域概念及设计思想，从而理清其脉络，相当于打通了任督二脉，以后的阅读就不再困难了。
理解Netty的关键点在哪呢？我觉得，除了NIO的相关知识，另一个就是事件驱动的设计思想。什么叫事件驱动？我们回头看看EchoServerHandler的代码，其中的参数：public void messageReceived(ChannelHandlerContext ctx, MessageEvent e)，MessageEvent就是一个事件。这个事件携带了一些信息，例如这里e.getMessage()就是消息的内容，而EchoServerHandler则描述了处理这种事件的方式。一旦某个事件触发，相应的Handler则会被调用，并进行处理。这种事件机制在UI编程里广泛应用，而Netty则将其应用到了网络编程领域。
在Netty里，所有事件都来自ChannelEvent接口，这些事件涵盖监听端口、建立连接、读写数据等网络通讯的各个阶段。而事件的处理者就是ChannelHandler，这样，不但是业务逻辑，连网络通讯流程中底层的处理，都可以通过实现ChannelHandler来完成了。事实上，Netty内部的连接处理、协议编解码、超时等机制，都是通过handler完成的。当博主弄明白其中的奥妙时，不得不佩服这种设计！ 下图描述了Netty进行事件处理的流程。Channel是连接的通道，是ChannelEvent的产生者，而ChannelPipeline可以理解为ChannelHandler的集合。
合：开启Netty源码之门
理解了Netty的事件驱动机制，我们现在可以来研究Netty的各个模块了。Netty的包结构如下：
04 |
├── bootstrap 配置并启动服务的类
|
05 |
├── buffer 缓冲相关类，对NIO Buffer做了一些封装
|
07 |
├── container 连接其他容器的代码
|
09 |
├── handler 基于handler的扩展部分，实现协议编解码等附加功能
|
在这里面，channel和handler两部分比较复杂。我们不妨与Netty官方的结构图对照一下，来了解其功能。
具体的解释可以看这里：http://netty.io/3.7/guide/#architecture。图中可以看到，除了之前说到的事件驱动机制之外，Netty的核心功能还包括两部分：
- Zero-Copy-Capable Rich Byte Buffer 零拷贝的Buffer。为什么叫零拷贝？因为在数据传输时，最终处理的数据会需要对单个传输层的报文，进行组合或者拆分。NIO原生的ByteBuffer要做到这件事，需要对ByteBuffer内容进行拷贝，产生新的ByteBuffer，而Netty通过提供Composite(组合)和Slice(切分)两种Buffer来实现零拷贝。这部分代码在
org.jboss.netty.buffer包中。
- Universal Communication API 统一的通讯API。因为Java的Old I/O和New I/O，使用了互不兼容的API，而Netty则提供了统一的API(
org.jboss.netty.channel.Channel)来封装这两种I/O模型。这部分代码在org.jboss.netty.channel包中。
此外，Protocol Support功能通过handler机制实现。 接下来的文章，我们会根据模块，详细的对Netty源码进行分析。 最后附上Netty那点事系列文章/代码的Github地址:https://github.com/code4craft/netty-learning 参考资料：
时间： 2024-07-30 21:51:50
