1Netty和网络通信

Posted on Edited on
1Netty和网络通信

Netty框架简介

NIO的问题

  • 编程模型复杂，对开发人员不友好
  • 功能支持不够，简单的拆包操作都需要手工实现
  • 底层基于操作系统的Epoll实现，存在线程空轮询bug
  • 维护成本较高，容易出现开发上的漏洞

Netty的解决方案

  • 高效API
    内置一组辅助类，简化开发难度
  • 多协议支持
    TCP、UDP、自定义协议
  • 内置编解码
    Java序列化、ProtoBuf等
  • Listenter机制
    异步操作集成监听器回调
  • 管道-过滤器
    可插拔、高扩展架构

netty逻辑架构

  • 服务编排层
    负责组装各类服务，它是 Netty 的核心处理链，用以实现网络事件的动态编排和有序传播
    ChannelPipeline
    ChannelHandler
    ChannelHandlerContext

  • 事件调度层
    通过 Reactor 模型对各类事件进行聚合处理，通过Selector 主循环线程集成多种事件
    EventLoopGroup
    EventLoop

  • 网络通信层
    执行网络I/O操作，并触发各种网络事件，这些网络事件会分发给事件调度层进行处理
    BootStrap
    ServerBootStrap
    Channel

功能特性

  • 编解码
  • 粘包拆包
  • 多协议
  • 可靠性

编解码

  • 编码解码器(Codec)
    MessageToMessageCodec
    ByteToMessageCodec
  • 编码器(Encoder)
    MessageToByteEncoder
    MessageToMessageEncoder
  • 解码器(Decoder)
    ByteToMessageDecoder
    MessageToMessageDecoder

粘包拆包

为什么会出现粘包拆包，TCP是流式无边界协议

  • FixedLengthFrameDecoder
    基于固定长度划分业务包
  • LengthFieldBasedFrameDecoder
    使用特定协议头划分业务包
  • LineBasedFrameDecoder
    基于换行符划分业务包
  • DelimiterBasedFrameDecoder
    使用自定义的分隔符划分业务包

多协议

  • HTTP
  • FTP
  • SSH
  • TCP
  • UDP
  • 自定义

可靠性

  • 超时控制
    异步连接超时配置 ChannelConfig 配置超时时间
  • 心跳检测
    IdleStateHandler
  • 流量整形
    自定义流量处理器 AbstractTrafficShapingHandler

启动Netty客户端和服务端

实现Netty客户端和服务端双向通信

双向通信流程

客户端发送数据到服务端，服务端读取客户端数据
服务端返回数据到客户端，客户端读取服务端数据

客户端发送数据到服务端

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
public class NettyClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        logger.info("客户端与服务端链接成功");

//准备数据
ByteBuf byteBuf = ctx.alloc().buffer();
byte[] bytes = "你好，我是郑天民".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
byteBuf.writeBytes(bytes);

//写入数据
ctx.channel().writeAndFlush(byteBuf);
    }}

服务端读取客户端数据

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        logger.info("服务端收到来自客户端消息");

        //转换收到的消息内容
        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf) msg;

        //在客户端输出接收到的消息内容
        System.out.println("收到客户端端数据：" + byteBuf.toString(StandardCharsets.UTF_8));
}
}

服务端返回数据到客户端

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        logger.info("服务端收到来自客户端消息");
...

//向客户端输出内容        
ByteBuf byteBufToClient = ctx.alloc().buffer();
byte[] bytes = "你好，我是服务端：".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
byteBufToClient.writeBytes(bytes);
ctx.channel().writeAndFlush(byteBufToClient);
    }
}

客户端读取服务端数据

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
public class NettyClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

   public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        logger.info("客户端读取服务端数据");

        //转换接收到的消息内容
        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf) msg;

        //在服务端输出接收到的消息内容
        System.out.println("收到服务端数据：" + byteBuf.toString(StandardCharsets.UTF_8));
    }
}