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一個輕量級、高效率的支持多端（應用與硬件Iot）的異步網絡應用通訊框架
前言
本文預設讀者已經了解了一定的Netty基礎知識，並能夠自己構建一個Netty的通信服務（包括客戶端與服務端）。那么你一定使用到了Channel，這是Netty對傳統JavaIO、NIO的鏈接封裝實例。
那么接下來讓我們來了解一下關於Channel的數據沖刷與線程安全吧。
數據沖刷的步驟
1、獲取一個鏈接實例
@Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { //獲取鏈接實例 Channel channel = ctx.channel(); } 我將案例放在初學者最熟悉的channelRead方法中，這是一個數據接收的方法，我們自實現Netty的消息處理接口時需要重寫的方法。即客戶端發送消息后，這個方法會被觸發調用，所以我們在這個方法中進行本次內容的講解。
由上一段代碼，其實目前還是很簡單，我們借助ChannelHandlerContext（這是一個ChannelHandler與ChannelPipeline相交互並對接的一個對象。如下是源碼的解釋）來獲取目前的鏈接實例Channel。
/* Enables a {@link ChannelHandler} to interact with its {@link ChannelPipeline} * and other handlers. Among other things a handler can notify the next {@link ChannelHandler} in the * {@link ChannelPipeline} as well as modify the {@link ChannelPipeline} it belongs to dynamically. */ public interface ChannelHandlerContext extends AttributeMap, ChannelInboundInvoker, ChannelOutboundInvoker { //...... } 2、創建一個持有數據的ByteBuf
@Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { //獲取鏈接實例 Channel channel = ctx.channel(); //創建一個持有數據的ByteBuf ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer("data", CharsetUtil.UTF_8); } ByteBuf又是什么呢？
它是Netty框架自己封裝的一個字符底層對象，是一個對 byte[] 和 ByteBuffer NIO 的抽象類，更官網的說就是“零個或多個字節的隨機和順序可訪問的序列。”，如下是源碼的解釋
/** * A random and sequential accessible sequence of zero or more bytes (octets). * This interface provides an abstract view for one or more primitive byte * arrays ({@code byte[]}) and {@linkplain ByteBuffer NIO buffers}. */ public abstract class ByteBuf implements ReferenceCounted, Comparable<ByteBuf> { //...... } 由上一段源碼可以看出，ByteBuf是一個抽象類，所以我們不能通過 new 的形式來創建一個新的ByteBuf對象。那么我們可以通過Netty提供的一個 final 的工具類 Unpooled（你將其看作是一個創建ByteBuf的工具類就好了）。
/** * Creates a new {@link ByteBuf} by allocating new space or by wrapping * or copying existing byte arrays, byte buffers and a string. */ public final class Unpooled { //...... } 這真是一個有趣的過程，那么接下來我們僅需要再看看 copiedBuffer 這個方法了。這個方法相對簡單，就是我們將創建一個新的緩沖區，其內容是我們指定的 UTF-8字符集 編碼指定的 “data” ，同時這個新的緩沖區的讀索引和寫索引分別是0和字符串的長度。
3、沖刷數據
@Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { //獲取鏈接實例 Channel channel = ctx.channel(); //創建一個持有數據的ByteBuf ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer("data", CharsetUtil.UTF_8); //數據沖刷 channel.writeAndFlush(buf); } 我相信大部分人都是直接這么寫的，因為我們經常理所當然的啟動測試，並在客戶端接受到了這個 “data” 消息。那么我們是否應該注意一下，這個數據沖刷會返回一個什么值，我們要如何才能在服務端知道，這次數據沖刷是成功還是失敗呢？
那么其實Netty框架已經考慮到了這個點，本次數據沖刷我們將得到一個 ChannelFuture 。
@Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { //獲取鏈接實例 Channel channel = ctx.channel(); //創建一個持有數據的ByteBuf ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer("data", CharsetUtil.UTF_8); //數據沖刷 ChannelFuture cf = channel.writeAndFlush(buf); } 是的，他就是 Channel 異步IO操作的結果，它是一個接口，並繼承了Future。（如下為源碼的解釋）
/** * The result of an asynchronous {@link Channel} I/O operation. */ public interface ChannelFuture extends Future<Void> { //...... } 既然如此，那么我們可以明顯的知道我們可以對其添加對應的監聽。
4、異步回調結果監聽
@Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { //獲取鏈接實例 Channel channel = ctx.channel(); //創建一個持有數據的ByteBuf ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer("data", CharsetUtil.UTF_8); //數據沖刷 ChannelFuture cf = channel.writeAndFlush(buf); //添加ChannelFutureListener以便在寫操作完成后接收通知 cf.addListener(new ChannelFutureListener() { @Override public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception { //寫操作完成，並沒有錯誤發生 if (future.isSuccess()){ System.out.println("successful"); }else{ //記錄錯誤 System.out.println("error"); future.cause().printStackTrace(); } } }); } 好的，我們可以簡單的從代碼理解到，我們將通過對異步IO的結果監聽，得到本次運行的結果。我想這才是一個相對完整的 數據沖刷（writeAndFlush）。
測試線程安全的流程
對於線程安全的測試，我們將模擬多個線程去執行數據沖刷操作，我們可以用到 Executor 。
我們可以這樣理解 Executor ，是一種省略了線程啟用與調度的方式，你只需要傳遞一個 Runnable給它即可，你不再需要去 start 一個線程。（如下是源碼的解釋）
/** * An object that executes submitted {@link Runnable} tasks. This * interface provides a way of decoupling task submission from the * mechanics of how each task will be run, including details of thread * use, scheduling, etc. An {@code Executor} is normally used * instead of explicitly creating threads. For example, rather than * invoking {@code new Thread(new(RunnableTask())).start()} for each * of a set of tasks, you might use:... */ public interface Executor { //...... } 那么我們的測試代碼，大致是這樣的。
final Channel channel = ctx.channel(); //創建要寫數據的ByteBuf final ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer("data",CharsetUtil.UTF_8).retain(); //創建將數據寫到Channel的Runnable Runnable writer = new Runnable() { @Override public void run() { ChannelFuture cf = channel.writeAndFlush(buf.duplicate()); cf.addListener(new ChannelFutureListener() { @Override public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception { //寫操作完成，並沒有錯誤發生 if (future.isSuccess()){ System.out.println("successful"); }else{ //記錄錯誤 System.out.println("error"); future.cause().printStackTrace(); } } }); } }; //獲取到線程池的Executor的引用 Executor executor = Executors.newCachedThreadPool(); //提交到某個線程中執行 executor.execute(writer); //提交到另一個線程中執行 executor.execute(writer); 這里，我們需要注意的是：
創建 ByteBuf 的時候，我們使用了 retain 這個方法，他是將我們生成的這個 ByteBuf 進行保留操作。
在 ByteBuf 中有這樣的一種區域： 非保留和保留派生緩沖區。
這里有點復雜，我們可以簡單的理解，如果調用了 retain 那么數據就存在派生緩沖區中，如果沒有調用，則會在調用后，移除這一個字符數據。（如下是 ByteBuf 源碼的解釋）
/*<h4>Non-retained and retained derived buffers</h4> * * Note that the {@link #duplicate()}, {@link #slice()}, {@link #slice(int, int)} and {@link #readSlice(int)} does NOT * call {@link #retain()} on the returned derived buffer, and thus its reference count will NOT be increased. If you * need to create a derived buffer with increased reference count, consider using {@link #retainedDuplicate()}, * {@link #retainedSlice()}, {@link #retainedSlice(int, int)} and {@link #readRetainedSlice(int)} which may return * a buffer implementation that produces less garbage. */ 好的，我想你可以自己動手去測試一下，最好再看看源碼，加深一下實現的原理印象。
這里的線程池並不是現實線程安全，而是用來做測試多線程的，Netty的Channel實現是線程安全的，所以我們可以存儲一個到Channel的引用，並且每當我們需要向遠程節點寫數據時，都可以使用它，即使當時許多線程都在使用它，消息也會被保證按順序發送的。
結語
最后，介紹一下，個人的一個基於Netty的開源項目：InChat
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