Netty全家宴—带你实现第一个Netty Demo
微信公众号：大黄奔跑
写在之前
之前介绍了 Netty 开胃菜的三道小菜，分别为Nio buffer、Nio Channel、Nio Selector。
前面说了这么多，还在 Netty 门外徘徊，今天会给大家展示一个 Netty 真面目。但是我不打算Netty开篇就扎根于某个菜品中。
本篇会带着大家介绍第一个 Netty demo，后续文章的分析都是基于这一个 Demo 展开，第一次看这个 demo 的同学可能会很多地方看不懂，本篇文章先按下不表，后续问问会一一介绍，避免刚开始开宴就沉迷于某一道下酒菜中，忽略了整个口味俱佳的美味。
封面来源于李安饮食男女的全家宴，每次看这部电影口水直流。
主要目的
主要利用 Netty 来展示一个客户端与服务器连接的应用程序，程序目的很简单，客户端将消息发送给服务器、服务器再将消息返回给客户端。
虽然目的简单，但是这个demo意义重点，后续我们会沿着这个demo一步步走下去，试图拆解netty的各个细节。
服务器端建立
Netty 巧妙地将数据处理和具体的服务器启动等连接过程分离开来，使用者可以自定义数据处理工具，而每个程序的启动类大同小异，可以做到真正的共用。
所以要实现服务器端配置主要有两部分：
- 服务器的启动代码——主要将服务器绑定到需要监听的连接请求的端口上
- 具体的业务代码——上一步说的数据处理逻辑，在 Netty 中用一系列handler实现
1. 启动代码实现
为了避免代码过长，省略掉了暂时不考虑的代码，尽可能把核心内容展示给大家。
public class NettyServer {
public static void main(String[] args) {
// 1. 首先创建 两个线程组 BossGroup和WorkerGroup
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
// 2. 创建服务端启动类，配置启动参数
ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
// 3. 配置具体的参数，配置具体参数
/**
* 3.1 配置group
* 3.2 使用 NioServerSocketChannel 作为服务器的通道实现
* 3.3 设置具体的Handler
*/
serverBootstrap.group(bossGroup, workGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.childHandler(new ChannelInitializer < SocketChannel > () {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
//4. 给 pipeline 添加处理器，每当有连接accept时，就会运行到此处。
socketChannel.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
}
});
System.out.println("server is ready……");
// 5. 绑定端口并且同步，生成了一个ChannelFuture 对象
ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(8887).sync();
// 6. 对channel进行关闭，注意这里全部都是异步操作
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
}
} 注意上面的示例代码中，最后添加了一个 childHandler，其中加入了一个new NettyServerHandler()，前面说过，大家姑且可以将其看作是具体业务逻辑代码处理器，该 Handler 需要用户自定义。
2. 业务逻辑——Handler
服务器Handler默认都是处理服务器响应传入的消息，自定义的Handler可以通过继承Netty预置 ChannelInboundHandlerAdapter，至于为何需要继承该类，此处 按下不表 + 1，后续会写文章详细介绍。
public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
/**
* channelRead()——对于每个传入的消息都需要调用
*
* @param ctx
* @param msg
*/
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
// 压缩
ByteBuf in = (ByteBuf) msg;
//将消息记录到控制台
System.out.println("Server received: " + in .toString(CharsetUtil.UTF_8));
//将接收到的消息写给发送者
ctx.write( in );
}
/**
* 通知ChannelInboundHandler最后一次对channelRead()的调用是当前批量读取中的最后一条消息
*
* @param ctx
* @throws Exception
*/
@Override
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
//将未决消息冲刷到远程节点，并且关闭该 Channel
ctx.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER)
.addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
}
/**
* 在读取期间，有异常的时候会调用
*
* @param ctx
* @param cause
*/
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
//打印异常栈跟踪
cause.printStackTrace();
//关闭该Channel
ctx.close();
}
} 上来劈头盖脸写了两段代码，并且不加任何介绍，多多少少有一些耍流氓，因此，让我们回顾一下刚才两段代码完成服务器实现的主要步骤，主要可以划分为如下六步，这里的步骤可以好好理解一下，后续所有的文章的分析其实都是来源于此六步，这六步可以说是 Netty的六脉神剑。
（1）NettyServerHandler 实现了业务逻辑
（2）NettyServer 主要是启动类，用于引导服务器，引导过程可以细化为六小步。
- 创建两个用于处理连接和业务的线程组。
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); - 创建服务端启动类，以引导和绑定服务器。
ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap(); - 指定所使用的NIO传输Channel。
.channel(NioServerSocketChannel.class) - 使用Handler实例，处理具体业务逻辑。
.childHandler(new ChannelInitializer < SocketChannel > () {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
//4. 给 pipeline 添加处理器，每当有连接accept时，就会运行到此处。
socketChannel.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
}
}); - 异步绑定服务器，阻塞等待直到绑定完成。
ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(8887).sync(); - 关闭Channel。
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
至此服务器端代码，已经实现完成。这里忽略了部分异常处理逻辑，主要是避免被太多无关紧要内容打乱，想要实验的同学可以私信我提供完整 demo。
客户端实现
客户端主要处理的逻辑同样划分为两部分，业务逻辑和引导类，整体思路与服务器端类似。
整体步骤大概 分为四步：
- 连接到服务器
- 发送消息给服务器
- 对于每个消息，等待并接收从服务器发回的消息
- 关闭与服务器连接
1. 客户端启动实现
整体处理思路与服务器端类似，不同的是，客户端是使用服务器ip和端口连接到远程地址，而不是绑定到一个一直被监听的端口。
public class NettyClient {
public static void main(String[] args) {
// 1. 客户端需要一个事件循环组
EventLoopGroup clientGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
// 2. 创建客户端启动对象
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
// 3. 设置启动器的相关参数
/**
* 3.1 设置线程组
* 3.2 设置客户端通道的实现类（使用反射）
* 3.3 设置具体的处理handler
*/
bootstrap.group(clientGroup)
.channel(NioSocketChannel.class)
.handler(new ChannelInitializer < SocketChannel > () {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
// 添加客户端处理逻辑Handler
socketChannel.pipeline().addLast(new NettyClientHandler());
}
});
System.out.println("客户端 OK...");
// 5. 连接服务器，注意这里全部都是异步的
ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 8887).sync();
// 6. 关闭通道连接监听
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
clientGroup.shutdownGracefully();
}
}
} 整体流程可以参见服务器启动流程，说说不同之处。
- 为了初始化客户端启动类，创建一个bootstrap，这是专门用户处理客户端启动的类。
- 服务器端创建了两个
NioEventLoopGroup线程组，而客户端这里只创建了一个线程组，具体原因此处按下不表（挖坑+1），后续会给大家补上。 - 连接服务器远程连接时，同时使用了 ip + host信息，而服务器只是绑定了端口号。
2. 业务逻辑——Handler
与服务器类似，客户端同样需要继承ChannelInboundHandlerAdapter用于客户端处理数据逻辑，不过需要实现的方法却大相同。
- 重写channelActive()方法——用于与服务器建立连接之后被调用，一般用于建立之后发送消息。
- 重写channelRead()方法——从服务器接收到一条消息后被调用
- 重写exceptionCaught()方法——用于发生异常时被调用
public class NettyClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
/**
* 用于与服务器建立连接之后被调用，一般用于建立之后发送消息。
*
* @param ctx
* @throws Exception
*/
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
System.out.println("client: " + ctx);
// 给服务器发送消息
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("Hello ,服务器", CharsetUtil.UTF_8));
}
/**
* 从服务器接收到一条消息后被调用
*
* @param ctx
* @param msg
* @throws Exception
*/
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
ByteBuf byteBuf = (ByteBuf) msg;
System.out.println("服务器说: " + byteBuf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("服务器地址为: " + ctx.channel().remoteAddress());
}
/**
* 处理异常信息
*
* @param ctx
* @param cause
* @throws Exception
*/
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
cause.printStackTrace();
ctx.close();
}
} 到这里我们已经实现了客户端连接、启动与业务处理逻辑全部过程，虽然很多地方没有介绍，但是不妨碍我们从整体来看Netty执行过程，这里忽略的很多点，后续会一并分析。
总结
本篇主要想给大家展示Netty全貌是何样，只全貌再究细节是我一直比较推崇的学习思路，这样可以避免一开始局限与某一个细点。
当然本篇埋下了几个坑等待后续的挖掘，比如
（1）为啥服务器端需要需要创建两个NioEventLoopGroup线程组，而客户端只需要创建一个呢？
（2）为何 handler 都需要继承 Netty 预先设置的 Handler 呢？
后续文章会一并带领大家一起探索Netty的奥妙。
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