大家好，我是老三，之前里，我們討論了Java的三種IO模型，提到了網絡通信框架Netty，它簡化和優化了NIO的使用，這期，我們正式開始走近Netty。
為什么要用Netty?
首先當然是NIO的使用，本身比較復雜，而且還存在一些問題。
除此之外，如果在項目的開發中，要實現穩定的網絡通信，就得考慮網絡的閃斷、客戶端的重復接入、客戶端的安全認證、消息的編解碼、半包讀寫……
(資料圖片僅供參考)
所以，巧了，恰好有這么一個成熟穩定、性能強大、開箱即用的網絡框架擺在我們面前，相比較Java NIO，Netty更加出色：
易用性: Netty 在 NIO 基礎上進行了更高層次的封裝，屏蔽了 NIO 的復雜性，大大降低了開發難度；Netty 提供了很多開箱即用的工具，例如常用的行解碼器、長度域解碼器等，不需要自己再實現。穩定性: Netty 更加可靠穩定，修復和完善了 JDK NIO 較多已知問題，例如臭名昭著的 select 空轉導致 CPU 消耗 100%，TCP 斷線重連，keep-alive 檢測等問題。可擴展性: Netty 的的可擴展性做的非常好，比如支持可定制化的線程模型。
我們有什么理由拒絕這么一款優秀的網絡通信框架呢？代碼怎么寫不是寫嘍！
初識Netty什么是Netty?
Netty官方是這么定義Netty的：
Netty 是一個異步事件驅動的網絡應用程序框架，用于快速開發可維護的高性能協議服務器和客戶端。
組成圖-來源官方
Netty是一個開源的、單線程模型的 Java 網絡編程框架。Netty基于 NIO ，被廣泛應用于各種網絡應用程序開發。Netty支持多種協議，包括但不限于 HTTP、WebSocket、TCP、UDP 和 SSL/TLS 協議等。Netty 是非阻塞的，事件驅動的框架。Netty具有高性能、可擴展和易于使用的優點。Netty的現狀？
Netty 由 JBoss 社區開發維護的，它的社區相對比較活躍：
https://github.com/netty/netty：Github已經收獲31.2K星標https://netty.io/：官方網站，提供了比較完整的文檔
官方目前最新的版本是5.x,，但是很不幸，已經被社區放棄開發維護，屬于廢棄版本，最新的穩定版本是4.x 。
一般使用，推薦4.x，Netty 4.x對3.x不做兼容，我們后續的學習也基于Netty 4.x版本。
誰在用Netty?
作為最流行的網絡通信框架，大量的公司選擇它作為底層網絡通信框架，包括不限于：
使用Netty的公司
我們可能自己沒有直接用過Netty，但其實熟悉的很多開源中間件，都用到了Netty，比如：
服務治理：Apache Dubbo、gRPC。大數據：Hbase、Spark、Flink、Storm。搜索引擎：Elasticsearch。消息隊列：RocketMQ、ActiveMQ。
用到Netty的優秀產品非常多，大家感興趣可以看看：https://netty.io/wiki/related-projects.html。
從"Hello World"開始
氣氛襯托到這，不寫個Demo也過不去，還是從"Hello World"開始，我們領略一下Netty的風采。
創建一個Maven項目：這個就不用多說了吧
創建Maven項目
導入依賴：我們直接用4.x最新的版本
io.netty netty-all 4.1.92.Final 編寫代碼：那么我們就開始編寫這個Demo的服務器和客戶端相關代碼NettyServer：基于Netty的客戶端
/** * Date: 2023/5/14 10:29
* Author: fighter3
* Description: Netty服務端Demo
*/public class NettyServer{ // 服務器監聽的端口號 private int port; public NettyServer(int port) { this.port = port; } /** * 啟動Netty服務器 * @throws InterruptedException */ public void run() throws InterruptedException { // 創建boss線程組和worker線程組 // bossGroup 用于監聽客戶端的連接請求，將連接請求發送給 workerGroup 進行處理 NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); // workerGroup 用于處理客戶端連接的數據讀寫 NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); try { // 創建 ServerBootstrap 對象，用于啟動 Netty 服務器 ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap(); // 綁定線程池事件組 serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup) .channel(NioServerSocketChannel.class) // 通道初始化回調函數，在啟動的時候可以自動調用 .childHandler(new ChannelInitializer() { @Override public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline(); // 添加消息處理器 pipeline.addLast(new NettyServerHandler()); } }); // 綁定端口，開始接收客戶端請求 ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(port).sync(); System.out.println("Netty服務器監聽端口："+port); // 等待服務端監聽端口關閉 channelFuture.channel().closeFuture().sync(); } finally { //釋放線程組資源 bossGroup.shutdownGracefully(); workerGroup.shutdownGracefully(); } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 創建服務器對象，監聽端口號為 8888 NettyServer server = new NettyServer(8888); System.out.println("============Netty服務器啟動...============="); // 啟動服務器 server.run(); System.out.println("============Netty服務器停止...============="); }}NettyServerHandler：服務器的消息處理器，用于處理各種事件
/** * Date: 2023/5/14 10:30
* Author: fighter3
* Description: Netty服務器消息處理器
*/public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { /** * 當客戶端上線的時候會觸發這個方法 * @param ctx * @throws Exception */ @Override public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { String message="你好，靚仔！"; ByteBuf hello = Unpooled.copiedBuffer(message, CharsetUtil.UTF_8); // 發送消息 ctx.writeAndFlush(hello); } /** *當 Channel 中有來自客戶端的數據時就會觸發這個方法 */ @Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { ByteBuf buf = (ByteBuf) msg; System.out.println("客戶端發來的消息：" + buf.toString(CharsetUtil.UTF_8)); // 接收消息并打印輸出 } /** * 當有異常時觸發這個方法 */ @Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { cause.printStackTrace(); ctx.close(); }}NettyClient：使用Netty的客戶端，通過ip和端口連接服務端
/** * Date: 2023/5/14 10:32
* Author: fighter3
* Description: Netty客戶端Demo
*/public class NettyClient { // 服務器 IP private String host; // 服務器監聽的端口號 private int port; public NettyClient(String host, int port) { this.host = host; this.port = port; } /** * 啟動 Netty 客戶端 */ public void run() throws InterruptedException { // 創建事件循環組 NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); try { // 創建 Bootstrap 對象 Bootstrap bootstrap = new Bootstrap(); // 配置 Bootstrap 對象 // 設置線程組 bootstrap.group(group) // 設置客戶端通信的通道類型為NIO類型 .channel(NioSocketChannel.class) .handler(new ChannelInitializer() { // 通道初始化回調函數，在啟動的時候可以自動調用 @Override public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { // 添加消息處理器 ch.pipeline().addLast(new NettyClientHandler()); } }); // 連接服務器，異步等待連接成功 ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect(host, port).sync(); System.out.println("===========Netty客戶端連接服務端========="); // 等待客戶端連接關閉 channelFuture.channel().closeFuture().sync(); } finally { //釋放資源 group.shutdownGracefully(); } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 創建客戶端對象，并連接到服務器 NettyClient client = new NettyClient("127.0.0.1", 8888); // 啟動客戶端，開始發送消息 client.run(); }}NettyClientHandler：Netty客戶端處理器，用于處各種事件
/** * Date: 2023/5/14 10:33
* Author: fighter3
* Description: Netty客戶端處理器
*/public class NettyClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { /** * 當 Channel 準備就緒時就會觸發這個方法 */ @Override public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { String message="大佬，帶帶我！"; ByteBuf hello = Unpooled.copiedBuffer(message, CharsetUtil.UTF_8); // 發送消息 ctx.writeAndFlush(hello); } /** * 當 Channel 中有來自服務器的數據時就會觸發這個方法 */ @Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { ByteBuf buf = (ByteBuf) msg; System.out.println("服務端發來的消息：" + buf.toString(CharsetUtil.UTF_8)); // 接收消息并打印輸出 } /** * 發生異常就會觸發這個方法 */ @Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { cause.printStackTrace(); ctx.close(); }}運行一下：先啟動NettyServer，再啟動NettyClient，看下運行結果
============Netty服務器啟動...=============Netty服務器監聽端口：8888客戶端發來的消息：大佬，帶帶我！
===========Netty客戶端連接服務端=========服務端發來的消息：你好，靚仔！
好了，一個簡單的Netty入門Demo就寫完了，Netty是一個雙工通信的網絡框架，可以看到，服務端和客戶端，流程基本上一致，主要包括這么幾個步驟：
創建事件循環組和相關對象，用于監聽和處理網絡事件；配置 Netty 服務器或客戶端的啟動參數，包括線程組、通道類型、TCP 參數等；給服務器或客戶端的 ChannelPipeline 添加各種 ChannelHandler，用于處理不同的網絡事件；綁定端口啟動服務器或連接服務器；等待服務器或客戶端連接關閉，釋放相關資源。
服務器&客戶端初始化啟動流程
雖然這個Demo比較簡單，但其實已經用到了Netty里幾個比較關鍵的組件：
ByteBuf：Netty 的字節容器，類似于 Java 的 ByteBuffer，但是提供了更加強大、簡便且安全的 API，用于在網絡中傳遞二進制數據；EventLoopGroup：Netty 的事件循環組，用于管理和調度連接到服務器或者從服務器連接出去的所有 Channel 上的事件循環；ServerBootstrap：Netty 的服務器啟動類，用于啟動和配置一個 TCP/IP 服務器；Bootstrap：Netty 的客戶端啟動類，用于啟動和配置一個 TCP/IP 客戶端；Channel：Netty 的核心概念，用于表示一個通信通道，可以讀取和寫入數據；ChannelPipeline：Netty 的 Channel 處理器，用于在傳入的數據上執行一組 ChannelHandler；ChannelHandler：Netty 的核心組件，用于處理各種通信事件，例如讀取數據、寫數據、建立連接等；
Netty的重要組件
后續，我們還會和這些組件打更多的交道。
好了，那么這期內容就到這了，這期里我們初步了解了Netty，包括什么是Netty、Netty現狀、Netty的應用，還寫了一個簡單的Demo。下一期，我們繼續深入了解Netty，敬請期待。
參考：
[1].https://netty.io/
[2].《Netty權威指南》
[3]. 《Netty核心原理剖析與RPC實踐》
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