netty的使用方法是什么

这篇文章主要介绍“netty的使用方法是什么”，在日常操作中，相信很多人在netty的使用方法是什么问题上存在疑惑，小编查阅了各式资料，整理出简单好用的操作方法，希望对大家解答”netty的使用方法是什么”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！

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一：Netty简单认知

Netty 是由 JBOSS 提供的一个异步的、基于事件驱动的网络编程框架。Netty 可以帮助你快速、简单的开发出一个网络应用，相当于流程化及简化了 NIO 的开发过程。知名的 Elasticsearch 、 Dubbo 框架内部都采用了 Netty。

netty的使用方法是什么

1 为什么使用netty

NIO缺点

NIO 的类库和 API 繁杂，使用麻烦。你需要熟练掌握 Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer 等.
可靠性不强，开发工作量和难度都非常大
NIO 的 Bug。例如 Epoll Bug，它会导致 Selector 空轮询，最终导致 CPU 100%。

Netty优点

对各种传输协议提供统一的 API
高度可定制的线程模型——单线程、一个或多个线程池
更好的吞吐量，更低的等待延迟
更少的资源消耗
最小化不必要的内存拷贝

2 Reactor线程模型

Reactor模式是基于事件驱动开发的，核心组成部分包括Reactor和线程池，其中Reactor负责监听和分配事件，线程池负责处理事件。Netty线程模型就是Reactor模式的一个实现。

无论是 C++ 还是 Java 编写的网络框架，大多数都是基于 Reactor 模式进行设计和开发，Reactor 模式基于事件驱动，特别适合处理海量的 I/O 事件。

Reactor的数量和线程池的数量，又将Reactor分为三种模型:

单线程模型 (单Reactor单线程)
多线程模型 (单Reactor多线程)
主从多线程模型 (多Reactor多线程)。

2.1 Reactor单线程模型

Reactor 单线程模型，指的是所有的 IO 操作（接收请求、业务逻辑处理）都在同一个 NIO 线程上面完成。

NIO 线程的特点如下：

作为 NIO 服务端，接收客户端的 TCP 连接
作为 NIO 客户端，向服务端发起 TCP 连接；
读取通信另一端的请求或者应答消息；
向通信另一端发送请求消息或者应答消息

netty的使用方法是什么

Reactor内部通过selector监控连接事件，收到事件后通过dispatch进行分发，如果是连接建立的事件，则由Acceptor处理，Acceptor通过accept接受连接，并创建一个Handler来处理连接后续的各种事件,如果是读写事件，直接调用连接对应的业务Handler来处理。

适用场景：

对于一些小容量应用场景，可以使用单线程模型。
但是对于高负载、大并发的应用场景却不合适。一个 NIO 线程同时处理成百上千的链路，性能上无法支撑，即便 NIO 线程的 CPU 负荷达到 100%，也无法满足海量消息的编码、解码、读取和发送。

2.2 Reactor多线程模型

Reactor多线程模型，仍然只有一个Nio线程用于监听连接请求；而业务逻辑处理由一个线程池负责。

netty的使用方法是什么

主线程中，Reactor对象通过selector监控连接事件,收到事件后通过dispatch进行分发，如果是连接建立事件，则由Acceptor处理，Acceptor通过accept接收连接，并创建一个Handler来处理后续事件，而Handler只负责响应事件，不进行业务操作，也就是只进行read读取数据和write写出数据，业务处理交给一个线程池进行处理。

netty的使用方法是什么

线程池分配一个线程完成真正的业务处理，然后将响应结果交给主进程的Handler处理，Handler将结果发送给客户端

适用场景：

在绝大多数场景下，Reactor 多线程模型都可以满足性能需求；
但是，在极个别特殊场景中，一个 NIO 线程负责监听和处理所有的客户端连接可能会存在性能问题。例如并发百万客户端连接，或者服务端需要对客户端握手进行安全认证，但是认证本身非常损耗性能。在这类场景下，单独一个线程可能会存在性能不足问题。

2.3 主从多线程模型（常用）

相对于多线程模型，服务端用于接收客户端连接的不再是个 1 个单独的 NIO 线程，而是一个独立的 NIO 线程池。Acceptor 线程池仅仅只用于客户端的登陆、握手和安全认证，一旦链路建立成功，就将链路注册到后端 subReactor 线程池的 IO 线程上，由 IO 线程负责后续的 IO 操作。

netty的使用方法是什么

存在多个Reactor，每个Reactor都有自己的selector选择器，线程和dispatch
主线程中的mainReactor通过自己的selector监控连接建立事件，收到事件后通过Accpetor接收，将新的连接分配给某个子线程
子线程中的subReactor将mainReactor分配的连接加入连接队列中通过自己的selector进行监听，并创建一个Handler用于处理后续事件
Handler完成read->业务处理->send的完整业务流程

3 Netty线程模型与Reactor的联系

3.1 单线程模型

单线程模型就是只指定一个线程执行客户端连接和读写操作，也就是在一个Reactor中完成，对应在Netty中的实现就是将NioEventLoopGroup线程数设置为1，核心代码是：

 NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(1);
        ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
                .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
                .childHandler(new ServerHandlerInitializer());

工作流程如下：

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3.2 多线程模型

多线程模型就是在一个单Reactor中进行客户端连接处理，然后业务处理交给线程池，核心代码如下：

NioEventLoopGroup eventGroup = new NioEventLoopGroup();
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
bootstrap.group(eventGroup)
        .channel(NioServerSocketChannel.class)
        .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
        .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
        .childHandler(new ServerHandlerInitializer());

工作流程如下：

netty的使用方法是什么

3.3 主从多线程模型模型

主从多线程模型是有多个Reactor，也就是存在多个selector，所以我们定义一个bossGroup和一个workGroup，核心代码如下:

NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
bootstrap.group(bossGroup,workerGroup)
        .channel(NioServerSocketChannel.class)
        .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
        .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
        .childHandler(new ServerHandlerInitializer());

工作流程如下：

netty的使用方法是什么

注意：其实在Netty中，bossGroup线程池最终还是只会随机选择一个线程用于处理客户端连接，与此同时，NioServerSocetChannel绑定到bossGroup的线程中，NioSocketChannel绑定到workGroup的线程中

4 Netty核心组件

4.1 ChannelHandler及其实现类

ChannelHandler 接口定义了许多事件处理的方法，可以通过重写这些方法去实现具体的业务逻辑。经常需要自定义一个 Handler 类去继承 ChannelInboundHandlerAdapter，然后通过重写相应方法实现业务逻辑

public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx)， 通道就绪事件
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg)， 通道读取数据事件
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) ， 数据读取完毕事件
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause)， 通道发生异常事件

4.2 ChannelPipeline

ChannelPipeline 是一个 Handler 的集合，它负责处理和拦截 inbound 或者 outbound 的事件和操作，相当于一个贯穿 Netty 的链。

ChannelPipeline addFirst(ChannelHandler... handlers)， 把一个业务处理类（handler） 添加到链中的第一个位置
ChannelPipeline addLast(ChannelHandler... handlers)， 把一个业务处理类（handler） 添加到链中的最后一个位置

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4.3 ChannelHandlerContext

ChannelHandlerContext是事件处理器上下文对象，Pipeline链中的实际处理节点。每个处理节点ChannelHandlerContext中包含一个具体的事件处理器ChannelHandler，同时ChannelHandlerContext中也绑定了对应的pipeline和Channel的信息

ChannelFuture close()， 关闭通道
ChannelOutboundInvoker flush()， 刷新
ChannelFuture writeAndFlush(Object msg) ， 将数据写到ChannelPipeline中，当前ChannelHandler的下一个ChannelHandler 开始处理（出站）

4.4 ChannelFuture

ChannelFuture用来表示 Channel 中异步 I/O 操作的结果，在 Netty 中所有的 I/O 操作都是异步的， I/O 的调用会直接返回，调用者并不能立刻获得结果，但是可以通过 ChannelFuture 来获取 I/O 操作的处理状态。

Channel channel()， 返回当前正在进行 IO 操作的通道
ChannelFuture sync()， 等待异步操作执行完毕

4.5 EventLoopGroup

EventLoopGroup 是一组 EventLoop 的抽象， Netty 为了更好的利用多核 CPU 资源，一般会有多个 EventLoop 同时工作，每个EventLoop 维护着一个Selector 实例。

EventLoopGroup 提供 next 接口， 可以从组里面按照一定规则获取其中一个 EventLoop 来处理任务。

在 Netty 服务器端编程中，我们一般都需要提供两个EventLoopGroup，例如： BossEventLoopGroup和WorkerEventLoopGroup。

4.6 ServerBootstrap 和 Bootstrap

ServerBootstrap 是 Netty 中的服务器端启动助手，通过它可以完成服务器端的各种配置； Bootstrap 是 Netty 中的客户端启动助手，通过它可以完成客户端的各种配置。

ServerBootstrap：

 public ServerBootstrap group(EventLoopGroup parentGroup, EventLoopGroup childGroup)，该方法用于服务器端， 用来设置两个 EventLoop
 public B channel(Class channelClass)， 该方法用来设置一个服务器端的通道实现
 public  B option(ChannelOption option, T value)， 用来给 ServerChannel 添加配置
 public  ServerBootstrap childOption(ChannelOption childOption, T value)， 用来给接收到的通道添加配置
 public ServerBootstrap childHandler(ChannelHandler childHandler)， 该方法用来设置业务处理类（自定义的 handler）
 public ChannelFuture bind(int inetPort) ， 该方法用于服务器端， 用来设置占用的端口号

Bootstrap：

public ChannelFuture connect(String inetHost, int inetPort) 该方法用于客户端， 用来连接服务器端
public B group(EventLoopGroup group) ， 该方法用于客户端， 用来设置一个 EventLoop

4.7 netty 的简单使用

服务端：

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 1. 创建二个线程池对象
        /**
         * bossGroup 负责接受用户连接
         */
        NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        /**
         * workGroup 负责用户的io读写操作
         */
        NioEventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();

        /**
         * 2.创建启动引导类
         */
        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();

        // 3.设置启动引导类
        // 设置组,第一个bossGroup负责连接, workerGroup负责连接之后的io处理
        serverBootstrap.group(bossGroup,workGroup)
                // channel方法指定服务器监听的通道类型
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                //设置channel handler , 每一个客户端连接后,给定一个监听器进行处理
                .childHandler(new ChannelInitializer() {
                    @Override
                    protected void initChannel(NioSocketChannel nioSocketChannel) throws Exception {
                        //获取传输通道
                        ChannelPipeline pipeline = nioSocketChannel.pipeline();
                        //在通道上添加对通道的处理器 , 该处理器可能还是一个监听器
                        pipeline.addFirst(new StringEncoder());
                        pipeline.addLast(new StringDecoder());
                        //监听器队列上添加我们自己的处理方式..
                        pipeline.addLast(new SimpleChannelInboundHandler() {
                            @Override
                            protected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, String msg) throws Exception {
                                System.out.println(msg);
                            }
                        });
                    }
                });
        // 4.启动引导类绑定端口
        ChannelFuture future = serverBootstrap.bind(8888).sync();
        // 5.关闭通道
        Channel channel = future.channel();
        channel.closeFuture().sync();
    }

客户端：

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 1.创建连接池对象
        NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        // 2. 创建客户端的启动引导类
        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        // 3. 配置启动引导类
        bootstrap.group(group)
                // 设置通道为nio
                .channel(NioSocketChannel.class)
                // 设置channel初始化监听
                .handler(new ChannelInitializer() {
                    @Override
                    protected void initChannel(Channel channel) throws Exception {
                        // 设置编码
                        channel.pipeline().addLast(new StringEncoder());
                    }
                });
        // 4.使用启动引导类连接服务器,获取一个channel
        Channel channel = bootstrap.connect("127.0.0.1", 8888).channel();
        // 5.循环写数据给服务器
        while(true){
            // 给服务器写数据
            channel.writeAndFlush("hello server.. this is clint say to you..");
            Thread.sleep(2000);
        }
    }

5 基于Netty实现自定义的RPC

使用Netty自定义实现Rpc

到此，关于“netty的使用方法是什么”的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注创新互联网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！

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netty的使用方法是什么

一：Netty简单认知

1 为什么使用netty

2 Reactor线程模型

2.1 Reactor单线程模型

2.2 Reactor多线程模型

2.3 主从多线程模型（常用）

3 Netty线程模型与Reactor的联系

3.1 单线程模型

3.2 多线程模型

3.3 主从多线程模型模型

4 Netty核心组件

4.1 ChannelHandler及其实现类

4.2 ChannelPipeline

4.3 ChannelHandlerContext

4.4 ChannelFuture

4.5 EventLoopGroup

4.6 ServerBootstrap 和 Bootstrap

4.7 netty 的简单使用

5 基于Netty实现自定义的RPC

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