关于后端:Netty萌新入门一Hello-World

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本篇博文是《从 0 到 1 学习 Netty》中入门系列的第一篇博文，次要内容是 构建 Netty 的第一个程序，Hello World！，往期系列文章请拜访博主的 Netty 专栏，博文中的所有代码全副收集在博主的 GitHub 仓库中；

Netty is an asynchronous event-driven network application framework for rapid development of maintainable high performance protocol servers & clients.

Netty 是一个异步的、基于事件驱动的网络应用框架，用于疾速开发可保护、高性能的网络服务器和客户端。

须要留神的是，Netty 中的异步操作是通过多路复用来实现的。在 Java NIO 中，能够应用一个线程同时解决多个通道的读写操作，这就是所谓的多路复用。Netty 正是基于 Java NIO 实现的，因而它也采纳了多路复用技术来实现异步操作。

尽管 Netty 的异步操作并没有实现真正意义上的异步 I/O，然而它的性能体现十分杰出，可能很好地满足大部分利用的需要。同时，Netty 的编程模型比纯 NIO 更加简洁易用，能够帮忙开发者疾速构建高性能、牢靠的网络应用程序。

接下来，通过应用 Netty 构建服务端与客户端，实现第一个 Netty demo。

1、首先，通过创立一个 ServerBootstrap 实例来启动服务器，它会组装和配置 Netty 组件，并且启动服务器：

new ServerBootstrap()

2、应用 NioEventLoopGroup 类型的事件循环组作为 BossEventLoop 和 WorkerEventLoop，BossEventLoop 治理连贯申请，WorkerEventLoop 治理连贯的 I/O 数据处理：

group(new NioEventLoopGroup())

不相熟的读者能够看到博主的上一篇博文 NIO- 多线程优化，博文里具体介绍了 Boss 与 Worker 的用法；

3、抉择了 NioServerSocketChannel 来实现服务器端监听 Socket 的 Channel，示意该服务器将应用 NIO 形式进行网络通信：

channel(NioServerSocketChannel.class)

4、childHandler() 办法设置了一个初始化器，它将在每个新连贯被承受时调用。该办法中的匿名外部类 ChannelInitializer 将为每个新连贯增加一个新的管道 pipeline，并将 initChannel() 办法回调给这个新的管道：

childHandler(  
    // channel 初始化，负责增加别的 handler  
    new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {  
        @Override  
        protected void initChannel(NioSocketChannel nsc) throws Exception {...}  
    }  
)

5、向 initChannel() 办法中增加两个 handler，别离是 StringDecoder 和 ChannelInboundHandlerAdapter，其中 StringDecoder 是 Netty 提供的一个具体的音讯解码器，将字节流转换成字符串；ChannelInboundHandlerAdapter 则是自定义的音讯处理器，当有音讯达到时，将其打印进去：

@Override  
protected void initChannel(NioSocketChannel nsc) throws Exception {nsc.pipeline().addLast(new StringDecoder());  
    nsc.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() {  
        @Override  
        public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {System.out.println(msg);  
        }  
    });  
}

6、调用 bind() 办法，监听特定的端口号 7999，以开始承受来自客户端的连贯申请：

bind(7999);

7、残缺代码：

public class HelloServer {public static void main(String[] args) {
        // 1. 启动器，负责组装 netty 组件并启动服务器
        new ServerBootstrap()
                // 2. BossEventLoop, WorkerEventLoop(selector, thread)
                .group(new NioEventLoopGroup())
                // 3. 抉择服务器的 ServerSocketChannel 实现
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                // 4. 配置 worker(child) 能执行的操作 handler
                .childHandler(
                        // 5. channel 初始化，负责增加别的 handler
                        new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
                            @Override
                            protected void initChannel(NioSocketChannel nsc) throws Exception {
                                // 6. 增加具体的 handler
                                nsc.pipeline().addLast(new StringDecoder());
                                nsc.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() {
                                    @Override
                                    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {System.out.println(msg);
                                    }
                                });
                            }
                        }
                )
                // 7. 绑定监听端口
                .bind(7999);
    }
}

1、创立 Bootstrap 实例，它是 Netty 库中用于创立客户端的启动类：

new ServerBootstrap()

2、增加一个 NioEventLoopGroup 实例作为 EventLoop，用于解决 I/O 操作：

group(new NioEventLoopGroup())

3、设置 channel 类型为 NioSocketChannel，示意应用 NIO 进行网络通信：

channel(NioServerSocketChannel.class)

4、增加一个 ChannelInitializer 实例，在连贯建设后对 channel 进行初始化。这里增加了一个 StringEncoder，用于将字符串编码成字节流以进行传输：

handler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
    @Override
    protected void initChannel(NioSocketChannel nsc) throws Exception {nsc.pipeline().addLast(new StringEncoder());
    }
})

5、调用 connect 办法，与服务器建设连贯，并返回一个 ChannelFuture 实例，通过调用 sync 办法期待连贯胜利：

.connect(new InetSocketAddress(7999))  
.sync()

6、获取连贯胜利后的 channel 实例，通过 writeAndFlush 办法向服务器发送字符串音讯：

.channel()  
.writeAndFlush("Hello World! --sidiot.");

7、残缺代码：

public class HelloClient {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 1. 启动客户端
        new Bootstrap()
                // 2. 增加 EventLoop
                .group(new NioEventLoopGroup())
                // 3. 抉择 channel 实现
                .channel(NioSocketChannel.class)
                // 4. 增加 handler
                .handler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(NioSocketChannel nsc) throws Exception {nsc.pipeline().addLast(new StringEncoder());
                    }
                })
                // 5. 连贯到服务器
                .connect(new InetSocketAddress(7999))
                .sync()
                .channel()
                // 6. 向服务器发送数据
                .writeAndFlush("Hello World! --sidiot.");
    }
}

运行后果：

Hello World! --sidiot.

服务器后行启动，步骤 1 到步骤 5 按代码程序进行执行，然而 initChannel 须要在建设连贯后才会被执行，因而步骤 6 是绑定监听端口 bind(7999)；

再启动客户端，步骤 7 到步骤 11 按代码程序进行执行，步骤 12 在连贯建设后对 channel 进行初始化，步骤 13 中 sync() 办法期待连贯胜利。

而后进行步骤 14，客户端向服务端发送数据，在这个过程中，数据会先通过步骤 15 进行加密，再发送至服务端，由步骤 16 中相应的 eventLoop 进行解决，步骤 17 将接管到的数据进行解密，最初是步骤 18，执行 read 办法，打印数据。

在这些步骤中，用到了 channel，handler 和 eventLoop 等组件，接下来稍作解释：

channel：数据的传输通道；
handler：数据的解决工序：
- handler 分为 Inbound 和 Outbound 两类：Inbound 示意入站，Outbound 示意出站；
- pipeline 代表了 Netty 中的一个解决链，负责公布事件（读、读取实现等）流传给每个 handler，handler 对本人感兴趣的事件进行解决（重写了相应事件处理办法），每个 handler 都会按程序顺次解决传入和传出的数据流，直到最初一个实现其工作并将响应发送回客户端。
eventLoop：解决数据的工人：
- eventLoop 能够治理多个 channel 的 I/O 操作，并且一旦 eventLoop 负责了某个 channel，就会将其与这个 channel进行绑定，当前该 channel 中的 I/O 操作都由该 eventLoop 负责；
- eventLoop 既能够执行 I/O 操作，也能够进行工作解决，每个 eventLoop 有本人的工作队列，队列里能够堆放多个 channel 的待处理工作，工作分为一般工作、定时工作；
- eventLoop 依照 pipeline 程序，顺次依照 handler 的布局（代码）解决数据，能够为每个 handler 指定不同的 eventLoop；