Netty的核心组件

Netty的主要组成模块：

• Channels
• Callbacks
• Futures
• Events 和 handlers

这些模块代表了不同类型的概念：资源，逻辑和通知。你的应用将会利用这些模块来获取网络和网络上的数据。

对每个组件，我们会给出一个基本的定义，并且在合适的情况下，用一个简单的代码实例说明它的用法。

 

1. Channels 通道

一个Channel是Java NIO的一个基本抽象。它代表了：一个连接到比如硬件设备，文件，网络socket等实体的开放连接，或者是一个能够完成一种或多种譬如读或写等不同I/O操作的程序。

目前，可以把一个Channel想象成一个输入和输出数据的媒介。同样地，它可以被打开或者关闭，连接或者断开。

 

2. Callbacks 回调

一个callback就是一个方法，一个提供给另一个的方法的引用。这让另一个方法可以在适当的时候回过头来调用这个callback方法。Callbacks在很多编程情形中被广泛使用，是用于通知相关方某个操作已经完成最常用的方法之一。

Netty在处理事件时内部使用了callback；当一个callback被触发，事件可以被ChannelHandler的接口实现处理。下面的代码清单是这样一个例子：当一个新的连接建立后，ChannelHandler的callback方法channelActive()会被调用，然后打印一条消息。

代码清单 1.1 ChannelHandler被一个callback触发

 

 

 

3. Future

一个Future提供了当另一个操作完成时如何通知应用的方法。Future对象充当了一个存放异步操作结果的占位符(placeholder)角色；它会在将来某个时间完成并且提供对操作结果的访问。

JDK搭载了接口java.util.concurrent.Future, 但是提供的接口实现只允许你手动检查操作是否已经完成，或者就一直阻塞到操作完成。这非常麻烦，所以Netty提供了它自己的ChannelFuture实现，用于执行异步操作。

ChannelFuture提供了额外的方法让我们可以注册一个或者多个ChannelFutureListener实例。监听者的callback方法operationComplete()在操作完成时被调用。然后监听者可以查看这个操作是否成功完成，还是出错了。如果出错了，我们可以从future获取Throwable。简单来说，ChannelFutureListener提供的通知机制免去了手动检查操作完成情况的麻烦。

每个Netty输出的I/O操作都会返回一个ChannelFuture；就是说，没有一个操作是阻塞的。就像我们之前所说的，Netty由下至上都是异步和事件驱动的。

代码清单1.2中，一个ChannelFuture做为一个I/O操作的一部分被返回。这里，connect()会无阻塞地直接返回，调用会在后台完成。什么时候会完成取决于多个因素，但是这个担心已经从代码里被抽离(abstract away)出来了。因为这个线程没有阻塞在等待这个操作完成，它可以同时做其他事情，因此更有效率地利用资源。

代码清单1.2  异步连接

 

代码清单1.3展示了如何利用ChannelFutureListener。首先你连接到一个远端。然后用connect()返回的ChannelFuture注册一个新的ChannelFutureListener。当监听器被通知连接建立时，检查状态(1)。如果这个操作成功，你写数据到这个Channel。否则你从ChannelFuture中读取Throwable。

代码清单1.3 运作中的Callback

 

注意错误处理完全取决于你，取决于某个具体错误施加的限制。比如说，连接错误发生时，你可以试着重连或者和另一个远端建立连接。

如果你认为一个ChannelFutureListener是一个callback的复杂版本，那你想对了。事实上，callbacks和Futures是互补的机制；两者结合起来构成了Netty的关键模块之一。

 

4. Events 和 handlers

Netty用细分的events来通知我们状态的变化或者操作的状况。这让我们可以基于发生的events来触发适当的行为。这类行为可能包括

• 日志记录
• 数据传送
• 流控制
• 应用逻辑

Netty是一个网络编程框架，所以events按它们和输入或者输出数据流的关系来分类。

可能被输入数据或者相关状态改变触发的events包括：

• 活跃或者停用的连接
• 读数据
• 用户events
• 错误events

而输出event则是会触发将来行为的操作的结果，可能会是：

• 打开或者关闭到远端的连接
• 写或者刷数据到一个socket

每一个event都可以被分派到一个用户实现的handler对象的方法。这是一个事件驱动的模型如何直接转变为应用模块的好例子。图1.3展示了一个event如何被一串这样的event handler处理。

图1-3 经过一串ChannelHandler的输入输出事件

 

Netty的ChannelHandler提供了如图1.3中展示的handler的基本抽象。我们在适当的时候会更多地谈论到ChannelHandler，但是现在你可以认为每个handler实例就是一种响应某个具体event的callback。

Netty提供了大量你可以马上拿来用的预定义handler，包括HTTP和SSL/TLS等协议的handler。在内部，ChannelHandler自己也用events和futures，和你的应用是同样抽象的消费者。

 

5. 汇总

在这一章，初次接触了Netty针对高性能网络编程的方案，以及Netty实现的一些主要模块。让我们把讨论过的东西总结下。

FUTURES，CALLBACKS和HANDLERS

Netty的异步编程模型是建立在Futures和callbacks概念之上的，在更深一层分派事件到handler方法。这些元素结合起来提供了一个处理环境，让你的应用逻辑可以逐步发展而不用关心网络操作。这一个Netty设计方案的一个关键目标。

快速地拦截操作和传送输入输出数据只要求你提供callbacks或者用操作返回的Futures。这让链式操作变得容易和有效，同时促进了可重用和通用代码的编写。

SELECTORS, EVENTS, AND EVENT LOOPS

Netty通过引发事件把Selector从应用中抽象出来，省掉了所有原本需要手写得调度代码。在内部，一个EventLoop被分配到每个Channel来处理所有的events，包括

• 注册感兴趣的events
• 分派events到ChannelHandlers
• 安排将来的行为

EventLoop自己仅由一个线程驱动，这个线程处理一个Channel所有的I/O事件，这个关系在Eventloop的生命周期内不会改变。这个简单强大的设计消除了任何你可能对ChannelHandler同步的顾虑，因此你能够专注于在数据被处理时，提供正确的执行逻辑。在我们详细探讨Netty的线程模型时将会看到的，这个API简洁并且紧凑。