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      如何通過Netty寫出一個客戶端和服務器?[java培訓]

      更新時間:2020年04月07日14時52分 來源:傳智播客 瀏覽次數:

      Netty是一個提供 asynchronous event-driven (異步事件驅動)的網絡應用框架,是一個用以快速開發高性能、高可靠性協議的服務器和客戶端。換句話說,Netty 是一個 NIO 客戶端服務器框架,使用它可以快速簡單地開發網絡應用程序,比如服務器和客戶端的協議。Netty 大大簡化了網絡程序的開發過程比如 TCP 和 UDP 的 socket 服務的開發。 “快速和簡單”并不意味著應用程序會有難維護和性能低的問題,Netty 是一個精心設計的框架,它從許多協議的實現中吸收了很多的經驗比如 FTP、SMTP、HTTP、許多二進制和基于文本的傳統協議.因此,Netty 已經成功地找到一個方式,在不失靈活性的前提下來實現開發的簡易性,高性能,穩定性。推薦了解黑馬程序員java培訓課程

      讓我們開始吧

      本章圍繞Netty 的核心架構,通過簡單的示例帶你快速入門。當你讀完本章節,你馬上就可以用 Netty 寫出一個客戶端和服務器。

      開始之前

      在開始之前我們先說明下開發環境,我們使用netty-4.1.30這個版本,jdk使用1.8及以上版本。

      <dependency>

          <groupId>io.netty</groupId>

          <artifactId>netty-all</artifactId>

          <version>4.1.30.Final</version>

      </dependency>

      jdk請自行下載。

      先來個丟棄服務

      世上最簡單的協議不是'Hello, World!' 而是 DISCARD(丟棄)。這個協議將會丟掉任何收到的數據,而不響應。 為了實現 DISCARD 協議,你只需忽略所有收到的數據。讓我們從 handler (處理器)的實現開始,handler 是由Netty 生成用來處理 I/O 事件的。

      先創建一個處理器

      package com.netty.first;

      import io.netty.buffer.ByteBuf;

      import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;

      import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;

      /**

      * 處理服務端 channel.

      */

      public class DiscardServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { // (1)

      @Override

      public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) { // (2)

      System.out.println(msg);

      // 默默地丟棄收到的數據

      ((ByteBuf) msg).release(); // (3)

         }

          @Override

          public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) { // (4)

      // 當出現異常就關閉連接

      cause.printStackTrace();

      ctx.close();

         }

      }

      (1) DiscardServerHandler 繼承自 ChannelInboundHandlerAdapter ,這個類實現了ChannelInboundHandler接口,ChannelInboundHandler提供了許多事件處理的接口方法,然后你可以覆蓋這些方法。現在僅僅只需要繼承ChannelInboundHandlerAdapter 類而不是你自己去實現接口方法。 

      (2)這里我們覆蓋了chanelRead() 事件處理方法。每當從客戶端收到新的數據時,這個方法會在收到消息時被調用,這個例子中,收到的消息的類型是 ByteBuf。

      (3)為了實現DISCARD協議,處理器不得不忽略所有接受到的消息。ByteBuf是一個引用計數對象,這個對象必須顯示地調用release() 方法來釋放。請記住處理器的職責是釋放所有傳遞到處理器的引用計數對象。通常, channelRead() 方法的實現就像下面的這段代碼:

      @Override

      public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {

          try {

      // Do something with msg

         } finally {

      ReferenceCountUtil.release(msg);

         }

      }

      (4)exceptionCaught()事件處理方法是當出現Throwable對象才會被調用,即當Netty由于IO錯誤或者處理器在處理事件時拋出的異常時。在大部分情況下,捕獲的異常應該被記錄下來并且把關聯的 channel 給關閉掉。然而這個方法的處理方式會在遇到不同異常的情況下有不同的實現,比如你可能想在關閉連接之前發送一個錯誤碼的響應消息。

      編寫服務端代碼

      目前為止一切都還不錯,我們已經實現了DISCARD服務器的一半功能,剩下的需要編寫一個main()方法來啟動服務端的DiscardServerHandler 。

      package com.netty.first;

      import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;

      import io.netty.channel.ChannelFuture;

      import io.netty.channel.ChannelInitializer;

      import io.netty.channel.ChannelOption;

      import io.netty.channel.EventLoopGroup;

      import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;

      import io.netty.channel.socket.SocketChannel;

      import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;

      /**

      * 丟棄任何進入的數據

      */

      public class DiscardServer {

          private int port;

          public DiscardServer(int port) {

              this.port = port;

         }

          public void run() throws Exception {

              EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); // (1)

              EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

              try {

                  ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); // (2)

                  b.group(bossGroup, workerGroup)

                         .channel(NioServerSocketChannel.class) // (3)

                         .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { // (4)

                              @Override

      public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {

                                  ch.pipeline().addLast(new DiscardServerHandler());

                             }

                         })

                         .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)          // (5)

                         .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); // (6)

                  // 綁定端口,開始接收進來的連接

                  ChannelFuture f = b.bind(port).sync(); // (7)

                   // 等待服務器 socket 關閉 。

                  // 在這個例子中,這不會發生,但你可以優雅地關閉你的服務器。

                  f.channel().closeFuture().sync();

             } finally {

                  workerGroup.shutdownGracefully();

                  bossGroup.shutdownGracefully();

             }

         }

          public static void main(String[] args) throws Exception {

              int port;

              if (args.length > 0) {

                  port = Integer.parseInt(args[0]);

             } else {

                  port = 8080;

             }

              new DiscardServer(port).run();

         }

      }

      1、NioEventLoopGroup是用來處理I/O操作的多線程事件循環器,Netty提供了許多不同的EventLoopGroup的實現用來處理不同的傳輸。在這個例子中我們實現了一個服務端的應用,因此會有2個 NioEventLoopGroup 會被使用。第一個經常被叫做‘boss’,用來接收進來的連接。第二個經常被叫做‘worker’,用來處理已經被接收的連接,一旦‘boss’接收到連接,就會把連接信息注冊到‘worker’上。如何知道多少個線程已經被使用,如何映射到已經創建的 Channel上都需要依賴于 EventLoopGroup 的實現,并且可以通過構造函數來配置他們的關系。

      2、ServerBootstrap是一個啟動NIO服務的輔助啟動類。你可以在這個服務中直接使用 Channel,但是這會是一個復雜的處理過程,在很多情況下你并不需要這樣做。

      3、這里我們指定使用NioServerSocketChannel類來舉例說明一個新的 Channel 如何接收進來的連接。

      4、這里的事件處理類經常會被用來處理一個最近的已經接收的Channel。ChannelInitializer是一個特殊的處理類,他的目的是幫助使用者配置一個新的Channel。也許你想通過增加一些處理類比如DiscardServerHandler 來配置一個新的 Channel 或者其對應的ChannelPipeline 來實現你的網絡程序。當你的程序變的復雜時,可能你會增加更多的處理類到 pipline 上,然后提取這些匿名類到最頂層的類上。

      5、你可以設置這里指定的Channel實現的配置參數。我們正在寫一個TCP/IP的服務端,因此我們被允許設置socket的參數選項比如tcpNoDelay 和 keepAlive。請參考 ChannelOption 和詳細的ChannelConfig實現的接口文檔以此可以對ChannelOption 的有一個大概的認識。 

      6、你關注過 option() 和 childOption() 嗎?option() 是提供給NioServerSocketChannel 用來接收進來的連接。childOption() 是提供給由父管道 ServerChannel接收到的連接,在這個例子中也是 NioServerSocketChannel。

      7、我們繼續,剩下的就是綁定端口然后啟動服務。這里我們在機器上綁定了機器所有網卡上的8080端口。當然現在你可以多次調用bind() 方法(基于不同綁定地址)。恭喜!你已經熟練地完成了第一個基于 Netty 的服務端程序。

      查看收到的數據

      現在我們已經編寫出我們第一個服務端,我們需要測試一下他是否真的可以運行。最簡單的測試方法是用telnet命令。例如,你可以在命令行上輸入telnet localhost 8080或者其他類型參數。

      netty快速入門01

      netty快速入門02


      在telnet終端中輸入任意字符,服務端向控制臺輸出信息。證明服務端接收到客戶端發送的消息了。但是我們并不能看到服務端接收到了什么東西,我們可以把channelRead方法改成如下內容:

      @Override

      public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) { // (2)

          //System.out.println(msg);

          ByteBuf message = (ByteBuf) msg;

          System.out.println(message.toString(CharsetUtil.US_ASCII));

          // 默默地丟棄收到的數據

         ((ByteBuf) msg).release(); // (3)

      }

      這樣控制臺就可以看到客戶端發送的數據了。

      netty快速入門03


      寫個應答服務器

      到目前為止,我們雖然接收到了數據,但沒有做任何的響應。然而一個服務端通常會對一個請求作出響應。讓我們學習怎樣在ECHO協議的實現下編寫一個響應消息給客戶端,這個協議針對任何接收的數據都會返回一個響應。

      和 discard server 唯一不同的是把在此之前我們實現的channelRead()方法,返回所有的數據替代打印接收數據到控制臺上的邏輯。因此,需要把channelRead()方法修改如下:

      @Override

      public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {

          ctx.write(msg); // (1)

          ctx.flush(); // (2)

      }

      (1)ChannelHandlerContext對象提供了許多操作,使你能夠觸發各種各樣的I/O事件和操作。這里我們調用了write(Object) 方法來逐字地把接受到的消息寫入。請注意不同于DISCARD的例子我們并沒有釋放接受到的消息,這是因為當寫入的時候 Netty 已經幫我們釋放了。

      (2)ctx.write(Object)方法不會使消息寫入到通道上,他被緩沖在了內部,你需要調用 ctx.flush() 方法來把緩沖區中數據強行輸出。或者你可以用更簡潔的cxt.writeAndFlush(msg)以達到同樣的目的。

      如果你再一次運行telnet命令,你會看到服務端會發回一個你已經發送的消息。

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