Netty入門系列(1) --使用Netty搭建服務端和客戶端


引言

前面我們介紹了網絡一些基本的概念,雖然說這些很難吧,但是至少要做到理解吧。有了之前的基礎,我們來正式揭開Netty這神秘的面紗就會簡單很多。

服務端

public class PrintServer {

    public void bind(int port) throws Exception {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();						//1
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();					//2
        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();							//3
            b.group(bossGroup, workerGroup)										//4											
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)						//5
                    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)						//6
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {		//7
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(new PrintServerHandler());
                        }
                    });

            ChannelFuture f = b.bind(port).sync();				//8
            
            f.channel().closeFuture().sync();					//9
        } finally {
            // 優雅退出,釋放線程池資源
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }


    /**
     * @param args
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int port = 8080;
        new TimeServer().bind(port);
    }
}

我們來分析一下上面的這段代碼(下面的每一點對應上面的注釋)

1~2:首先我們創建了兩個NioEventLoopGroup實例,它是一個由Netty封裝好的包含NIO的線程組。為什么創建兩個?我想經過前面的學習大家應該都清楚了。對,因為Netty的底層是IO多路復用,bossGroup 是用於接收客戶端的連接,原理就是一個實現的Selector的Reactor線程。而workerGroup用於進行SocketChannel的網絡讀寫。

3:創建一個ServerBootstrap對象,可以把它想象成Netty的入口,通過這類來啟動Netty,將所需要的參數傳遞到該類當中,大大降低了的開發難度。

4:將兩個NioEventLoopGroup實例綁定到ServerBootstrap對象中。

5:創建Channel(典型的channel有NioSocketChannel,NioServerSocketChannel,OioSocketChannel,OioServerSocketChannel,EpollSocketChannel,EpollServerSocketChannel),這里創建的是NIOserverSocketChannel,它的功能可以理解為當接受到客戶端的連接請求的時候,完成TCP三次握手,TCP物理鏈路建立成功。並將該“通道”與workerGroup線程組的某個線程相關聯。

6:設置參數,這里設置的SO_BACKLOG,意思是客戶端連接等待隊列的長度為1024.

7:建立連接后的具體Handler。就是我們接受數據后的具體操作,例如:記錄日志,對信息解碼編碼等。

8:綁定端口,同步等待成功

9:等待服務端監聽端口關閉

綁定該服務端的Handler

public class PrintServerHandler extends ChannelHandlerAdapter {

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg)
	    throws Exception {
	ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;										//1
	byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];	
	buf.readBytes(req); //將緩存區的字節數組復制到新建的req數組中
	String body = new String(req, "UTF-8");
	System.out.println(body);
	String response= "打印成功";
	ByteBuf resp = Unpooled.copiedBuffer(response.getBytes());						
	ctx.write(resp);													//2
    }	

    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
	ctx.flush();														//3
    }


    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
	ctx.close();
    }
}

PrintServerHandler 繼承 ChannelHandlerAdapter ,在這里它的功能為 打印客戶端發來的數據並且返回客戶端打印成功。

我們只需要實現channelRead,exceptionCaught,前一個為接受消息具體邏輯的實現,后一個為發生異常后的具體邏輯實現。

1:我們可以看到,接受的消息被封裝為了Object ,我們將其轉換為ByteBuf ,前一章的講解中也說明了該類的作用。我們需要讀取的數據就在該緩存類中。

2~3:我們將寫好的數據封裝到ByteBuf中,然后通過write方法寫回到客戶端,這里的3調用flush方法的作用為,防止頻繁的發送數據,write方法並不直接將數據寫入SocketChannel中,而是把待發送的數據放到發送緩存數組中,再調用flush方法發送數據。

客戶端

public class PrintClient {

    public void connect(int port, String host) throws Exception {
	EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();                 //1
	try {
	    Bootstrap b = new Bootstrap();                              //2
	     b.group(group)                                             //3
	        .channel(NioSocketChannel.class)                        //4
		    .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)                //5
		    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {      //6
			@Override
			public void initChannel(SocketChannel ch)               
				throws Exception {
			    ch.pipeline().addLast(new PrintClientHandler());
			}
		    });

	    ChannelFuture f = b.connect(host, port).sync();             //7
	    f.channel().closeFuture().sync();                           //8
	} finally {
	    // 優雅退出,釋放NIO線程組
	    group.shutdownGracefully();
	}
    }

    /**
     * @param args
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
	int port = 8080;
	new TimeClient().connect(port, "127.0.0.1");
    }
}

我們繼續來分析一下上面的這段代碼(下面的每一點對應上面的注釋)

1:區別於服務端,我們在客戶端只創建了一個NioEventLoopGroup實例,因為客戶端你並不需要使用I/O多路復用模型,需要有一個Reactor來接受請求。只需要單純的讀寫數據即可

2:區別於服務端,我們在客戶端只需要創建一個Bootstrap對象,它是客戶端輔助啟動類,功能類似於ServerBootstrap。

3:將NioEventLoopGroup實例綁定到Bootstrap對象中。

4:創建Channel(典型的channel有NioSocketChannel,NioServerSocketChannel,OioSocketChannel,OioServerSocketChannel,EpollSocketChannel,EpollServerSocketChannel),區別與服務端,這里創建的是NIOSocketChannel.

5:設置參數,這里設置的TCP_NODELAY為true,意思是關閉延遲發送,一有消息就立即發送,默認為false。

6:建立連接后的具體Handler。注意這里區別與服務端,使用的是handler()而不是childHandler()。handler和childHandler的區別在於,handler是接受或發送之前的執行器;childHandler為建立連接之后的執行器。

7:發起異步連接操作

8:當代客戶端鏈路關閉

綁定該客戶端的Handler

public class PrintClientHandler extends ChannelHandlerAdapter {

    private static final Logger logger = Logger
	    .getLogger(TimeClientHandler.class.getName());

    private final ByteBuf firstMessage;

    /**
     * Creates a client-side handler.
     */
    public TimeClientHandler() {
	byte[] req = "你好服務端".getBytes();
	firstMessage = Unpooled.buffer(req.length);                                 //1
	firstMessage.writeBytes(req);

    }

    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
	ctx.writeAndFlush(firstMessage);                                            //2             
    }

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg)              //3
	    throws Exception {
	ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;    
	byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];
	buf.readBytes(req);
	String body = new String(req, "UTF-8");
	System.out.println("服務端回應消息 : " + body);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {   //4
	// 釋放資源
	System.out.println("Unexpected exception from downstream : "
		+ cause.getMessage());
	ctx.close();
    }
}

PrintClientHandler 繼承 ChannelHandlerAdapter ,在這里它的功能為 發送數據並打印服務端發來的數據。

我們只需要實現channelActive,channelRead,exceptionCaught,第一個為建立連接后立即執行,后兩個與一個為接受消息具體邏輯的實現,另一個為發生異常后的具體邏輯實現。

1:將發送的信息封裝到ByteBuf中。

2:發送消息。

3:接受客戶端的消息並打印

4:發生異常時,打印異常信息,釋放客戶端資源

總結

這是一個入門程序,對應前面所講的I/O多路復用模型以及NIO的特性,能很有效的理解該模式的編程方式。如果這幾段代碼看着很費勁,那么可以看看之前博主的Netty基礎系列。

如果博主哪里說得有問題,希望大家提出來,一起進步~


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