在網絡通信中，當網絡鏈路發生異常，這將會對系統的可靠性產生重大影響。那么怎么監測通信異常呢？這就是心跳機制。那么異常后怎么處理呢？這就是重連機制。
1、何為心跳
顧名思義, 所謂心跳, 即在 TCP 長連接中, 客戶端和服務器之間定期發送的一種特殊的數據包, 通知對方自己還在線, 以確保 TCP 連接的有效性.
2、心跳實現方式
從技術層面看，要解決鏈路的可靠性問題，必須周期性的對鏈路進行有效性檢測。目前最流行和通用的做法就是心跳檢測。
心跳檢測機制分為三個層面：
1) TCP層面的心跳檢測，即TCP的Keep-Alive機制，它的作用域是整個TCP協議棧；
2) 協議層的心跳檢測，主要存在於長連接協議中。例如SMPP協議；
3) 應用層的心跳檢測，它主要由各業務產品通過約定方式定時給對方發送心跳消息實現。
不同的協議，心跳檢測機制也存在差異，歸納起來主要分為兩類：
1) Ping-Pong型心跳：由通信一方定時發送Ping消息，對方接收到Ping消息之后，立即返回Pong應答消息給對方，屬於請求-響應型心跳；
2) Ping-Ping型心跳：不區分心跳請求和應答，由通信雙方按照約定定時向對方發送心跳Ping消息，它屬於雙向心跳。
心跳檢測策略如下：
1) 連續N次心跳檢測都沒有收到對方的Pong應答消息或者Ping請求消息，則認為鏈路已經發生邏輯失效，這被稱作心跳超時；
2) 讀取和發送心跳消息的時候如果發生了IO異常，說明鏈路已經失效，這被稱為心跳失敗。
無論發生心跳超時還是心跳失敗，都需要關閉鏈路，由客戶端發起重連操作，保證鏈路能夠恢復正常。
3、服務器端實現
心跳監測機制的核心還是超時機制，所謂超時機制就是規定時間內沒有收到心跳包。那么Netty中怎么實現超時檢測的呢？這就是基於IdleStateHandler類。這個類能夠幫助我們實現定時檢測功能，我們先來看看這個類的構造函數。
在構造函數中，定義了三個變量。分別是readIdleTimeSecond，這是讀超時時間。也就是這么長時間沒有讀到數據包，就觸發超時處理機制。第二個參數是writeIdleTimeSecond，這個是寫超時時間。意思就是這么長時間沒有向Socket緩沖區寫數據，就會觸發寫超時處理機制。第三個參數是allIdleTimeSeconds，這就是讀寫事件的超時。在規定時間內沒有讀到或者寫數據，都將出發超時處理機制。
在使用的時候，我們只需要關注這三個參數就行。對於服務器來說，重點關注readIdleTimeSecond，指定時間內沒有讀到Socket緩沖區的數據，就認為異常。對於客戶端來說，可以關注readIdleTimeSecond和writeIdleTimeSecond，或者可以指定allIdleTimeSeconds參數即可。
我們首先寫一個服務端Demo，然后將IdleStateHandler這個處理器添加到Pipeline上面。代碼如下：
我們重點關注兩個地方。首先pipeline上添加IdleStateHandler，我們設置服務器讀超時為5秒鍾。
我們知道，默認的pipeline會將超時事件經過userEventTriggered方法向下面的handler傳播（不熟悉pipeline傳播機制的可以去學習一下）。因為我們添加的其他的handler是用於編解碼和處理TCP半包、粘包的，沒有處理這個事件，那么我們需要在自定義的ServerHandler中進行處理。
我們在這個類中定義了一個內部類ServerHandler。代碼如下：
我們分別實現了讀寫方法（channelRead）、異常機制（exceptionCaught）、超時處理（userEventTriggered）以及客戶端退出通知事件（channelInactive）。
在上面的方法中，我們重點關注超時機制處理。在進入這個userEventTriggered方法后，我們可以根據事件類型進行相應的處理。我們這里服務端重點關注讀超時。這里我們將其 channel關閉。
在實際業務場景中，我們可能采用3次或者n次超時就斷開客戶端channel。這里我們可以加一個變量進行統計。這里不再贅述了。
4、客戶端實現
下面我們來看看客戶端怎么實現超時檢測，以及斷開重連。客戶端這個類叫Client。代碼如下：
和服務端一樣，在設置Bootstrap的時候，在pipeline上添加IdleStateHandler處理器，用於處理超時。接下來，我們看一下重連函數doConnect。
這個重連函數其實就是一個遞歸函數。首先向Bootstrap得到異步事件的future接口。我們向這個接口添加監聽器，假如連接失敗，就向本eventloop的任務隊列中添加一個定時任務（也就是一段代碼）。
當然，實際業務場景下，不可能讓客戶端永無止境的重連。我們可以在遞歸的入口添加一個次數的判斷，達到一定的次數就停止遞歸本方法。
接下來，我們看看ClientHandler類，這里我們也是寫成了一個內部類。為啥這樣寫呢？因為學源碼的。
這里，我們重點關注的是channelInactive()方法。當服務器關閉客戶端channel時，會觸發這個回調方法。那么我們在這個方法中調用外部類的doConnect()方法進行重連。
5、測試
我們首先啟動服務端，檢測到讀超時，關閉客戶端channel。
客戶端這里，檢測到客戶端退出，又啟動重連。
6、其他
到了這里，大概對超時機制檢測和客戶端斷開重連有了一定的了解。在實際業務場景下，可能比這個要復雜一些。比如，我們需要寫一個單獨的消息當作心跳包。其中客戶端發送Ping包，服務器回Pong包。
到了這里，我想起了常用的看門狗軟件，定時去喂狗其實也是定時發送心跳包給看門狗。道理是一樣的，我們需要學會舉一反三。