Netty实战(二)
一、环境准备
Netty需要的运行环境很简单,只有2个。
- JDK 1.8+
- Apache Maven 3.3.9+
二、Netty 客户端/服务器概览
如图,展示了一个我们将要编写的 Echo 客户端和服务器应用程序。该图展示是多个客户端同时连接到一台服务器。所能够支持的客户端数量,在理论上,仅受限于系统的可用资源(以及所使用的 JDK 版本可能会施加的限制)。
Echo 客户端和服务器之间的交互是非常简单的;在客户端建立一个连接之后,它会向服务器发送一个或多个消息,反过来服务器又会将每个消息回送给客户端。虽然它本身看起来好像用处不大,但它充分地体现了客户端/服务器系统中典型的请求-响应交互模式。
三、编写 Echo 服务器
所有的 Netty 服务器都需要以下两部分。
- 至少一个 ChannelHandler—该组件实现了服务器对从客户端接收的数据的处理,即它的业务逻辑。
- 引导—这是配置服务器的启动代码。至少,它会将服务器绑定到它要监听连接请求的端口上。
3.1 ChannelHandler 和业务逻辑
上一篇博文我们介绍了 Future 和回调,并且阐述了它们在事件驱动设计中的应用。我们还讨论了 ChannelHandler,它是一个接口族的父接口,它的实现负责接收并响应事件通知。
在 Netty 应用程序中,所有的数据处理逻辑都包含在这些核心抽象的实现中。因为你的 Echo 服务器会响应传入的消息,所以它需要实现ChannelInboundHandler 接口,用来定义响应入站事件的方法。简单的应用程序只需要用到少量的这些方法,所以继承 ChannelInboundHandlerAdapter 类也就足够了,它提供了ChannelInboundHandler 的默认实现。
我们将要用到的方法是:
- channelRead() :对于每个传入的消息都要调用;
- channelReadComplete() : 通知ChannelInboundHandler最后一次对channelRead()的调用是当前批量读取中的最后一条消息;
- exceptionCaught() :在读取操作期间,有异常抛出时会调用。
该 Echo 服务器的 ChannelHandler 实现是 EchoServerHandler,如代码:
package com.example.netty;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelFutureListener;
import io.netty.channel.ChannelHandler;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import io.netty.util.CharsetUtil;
/**
* @author lhd
* @date 2023/05/16 15:05
* @notes Netty Echo服务端简单逻辑
*/
//表示channel可以并多个实例共享,它是线程安全的
@ChannelHandler.Sharable
public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
ByteBuf in = (ByteBuf) msg;
//将消息打印到控制台
System.out.println("Server received: " + in.toString(CharsetUtil.UTF_8));
//将收到的消息写给发送者,而不冲刷出站消息
ctx.write(in);
}
@Override
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) {
//将未决消息冲刷到远程节点,并且关闭该 Channe
ctx.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER)
.addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
//打印异常堆栈跟踪
cause.printStackTrace();
//关闭该channel
ctx.close();
}
}
ChannelInboundHandlerAdapter 有一个直观的 API,并且它的每个方法都可以被重写以挂钩到事件生命周期的恰当点上。
因为需要处理所有接收到的数据,所以我们重写了 channelRead() 方法。在这个服务器应用程序中,我们将数据简单地回送给了远程节点。
重写 exceptionCaught() 方法允许我们对 Throwable 的任何子类型做出反应,在这里你记录了异常并关闭了连接。
虽然一个更加完善的应用程序也许会尝试从异常中恢复,但在这个场景下,只是通过简单地关闭连接来通知远程节点发生了错误。
ps:如果不捕获异常,会发生什么呢?
每个 Channel 都拥有一个与之相关联的 ChannelPipeline,其持有一个 ChannelHandler 的实例链。在默认的情况下,ChannelHandler 会把对它的方法的调用转发给链中的下一个 ChannelHandler。因此,如果 exceptionCaught()方法没有被该链中的某处实现,那么所接收的异常将会被传递到 ChannelPipeline 的尾端并被记录。为此,你的应用程序应该提供至少有一个实现exceptionCaught()方法的 ChannelHandler。
除了 ChannelInboundHandlerAdapter 之外,还有很多需要学习ChannelHandler的子类型和实现。这些之后会一一说明,目前,我们只关注:
- 针对不同类型的事件来调用 ChannelHandler;
- 应用程序通过实现或者扩展 ChannelHandler 来挂钩到事件的生命周期,并且提供自定义的应用程序逻辑;
- 在架构上,ChannelHandler 有助于保持业务逻辑与网络处理代码的分离。这简化了开发过程,因为代码必须不断地演化以响应不断变化的需求。
3.2 引导服务器
下面我们准备开始构建服务器。构建服务器涉及到两个内容:
- 绑定到服务器将在其上监听并接受传入连接请求的端口;
- 配置 Channel,以将有关的入站消息通知给 EchoServerHandler 实例。
package com.example.netty;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import java.net.InetSocketAddress;
/**
* @author lhd
* @date 2023/05/16 15:21
* @notes Netty引导服务器
*/
public class EchoServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//调用服务器的 start()方法
new EchoServer().start();
}
public void start() throws Exception {
final EchoServerHandler serverHandler = new EchoServerHandler();
//创建EventLoopGroup
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
//创建ServerBootstra
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
//指定服务器监视端口
int port = 8080;
b.group(group)
//指定所使用的 NIO 传输 Channel
//因为我们正在使用的是 NIO 传输,所以你指定了 NioEventLoopGroup 来接受和处理新的连接,
// 并且将 Channel 的类型指定为 NioServerSocketChannel 。
.channel(NioServerSocketChannel.class)
//使用指定的端口设置套接字地址
//将本地地址设置为一个具有选定端口的 InetSocketAddress 。服务器将绑定到这个地址以监听新的连接请求
.localAddress(new InetSocketAddress(port))
//添加一个EchoServerHandler 到子Channel的 ChannelPipeline
//这里使用了一个特殊的类——ChannelInitializer。这是关键。
// 当一个新的连接被接受时,一个新的子 Channel 将会被创建,而 ChannelInitializer 将会把一个你的
//EchoServerHandler 的实例添加到该 Channel 的 ChannelPipeline 中。正如我们之前所解释的,
// 这个 ChannelHandler 将会收到有关入站消息的通知。
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>(){
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
//EchoServerHandler 被标注为 @Shareable,所以我们可以总是使用同样的实例
//实际上所有客户端都是使用的同一个EchoServerHandler
ch.pipeline().addLast(serverHandler);
}
});
//异步地绑定服务器,调用 sync()方法阻塞等待直到绑定完成
//sync()方法的调用将导致当前 Thread阻塞,一直到绑定操作完成为止
ChannelFuture f = b.bind().sync();
//获取 Channel 的CloseFuture,并且阻塞当前线
//该应用程序将会阻塞等待直到服务器的 Channel关闭(因为你在 Channel 的 CloseFuture 上调用了 sync()方法)
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
//关闭 EventLoopGroup,释放所有的资源,包括所有被创建的线程
group.shutdownGracefully().sync();
}
}
}
我们总结一下服务器实现中的重要步骤。下面这些是服务器的主要代码组件:
- EchoServerHandler 实现了业务逻辑;
- main()方法引导了服务器;
引导过程中所需要的步骤如下:- 创建一个 ServerBootstrap 的实例以引导和绑定服务器;
- 创建并分配一个 NioEventLoopGroup 实例以进行事件的处理,如接受新连接以及读/写数据;
- 指定服务器绑定的本地的 InetSocketAddress;
- 使用一个 EchoServerHandler 的实例初始化每一个新的 Channel;
- 调用 ServerBootstrap.bind()方法以绑定服务器。
到此我们的引导服务器已经完成。
四、编写 Echo 客户端
Echo 客户端将会:
(1)连接到服务器;
(2)发送一个或者多个消息;
(3)对于每个消息,等待并接收从服务器发回的相同的消息;
(4)关闭连接。
编写客户端所涉及的两个主要代码部分也是业务逻辑和引导,和你在服务器中看到的一样。
4.1 通过 ChannelHandler 实现客户端逻辑
如同服务器,客户端将拥有一个用来处理数据的 ChannelInboundHandler。在这个场景下,我们将扩展 SimpleChannelInboundHandler 类以处理所有必须的任务。这要求重写下面的方法:
- channelActive() : 在到服务器的连接已经建立之后将被调用;
- channelRead0() : 当从服务器接收到一条消息时被调用;
- exceptionCaught() :在处理过程中引发异常时被调用。
具体代码可以参考如下:
package com.example.netty;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandler;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.util.CharsetUtil;
/**
* @author lhd
* @date 2023/05/16 15:45
* @notes Netty 简单的客户端逻辑
*/
//标记该类的实例可以被多个 Channel 共享
@ChannelHandler.Sharable
public class EchoClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {
//当被通知 Channel是活跃的时候,发送一条消息
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("Netty rocks!", CharsetUtil.UTF_8));
}
//记录已接收消息的转储
@Override
public void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in) {
System.out.println("Client received: " + in.toString(CharsetUtil.UTF_8));
}
//在发生异常时,记录错误并关闭Channel
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
cause.printStackTrace();
ctx.close();
}
}
首先,我们重写了 channelActive() 方法,其将在一个连接建立时被调用。这确保了数据将会被尽可能快地写入服务器,其在这个场景下是一个编码了字符串"Netty rocks!"的字节缓冲区。
接下来,我们重写了 channelRead0() 方法。每当接收数据时,都会调用这个方法。由服务器发送的消息可能会被分块接收。也就是说,如果服务器发送了 5 字节,那么不能保证这 5 字节会被一次性接收。即使是对于这么少量的数据,channelRead0()方法也可能会被调用两次,第一次使用一个持有 3 字节的 ByteBuf(Netty 的字节容器),第二次使用一个持有 2 字节的 ByteBuf。作为一个面向流的协议,TCP 保证了字节数组将会按照服务器发送它们的顺序被接收。
ps:所以channelRead0()的调用次数不一定等于服务器发布消息的次数
重写的第三个方法是 exceptionCaught()。如同在 EchoServerHandler(3.1中的代码示例)中所示,记录 Throwable,关闭 Channel,在这个场景下,终止到服务器的连接。
ps:为什么客户端继承SimpleChannelInboundHandler 而不是ChannelInboundHandler?
在客户端,当 channelRead0()方法完成时,我们已经有了传入消息,并且已经处理完它了。当该方法返回时,SimpleChannelInboundHandler 负责释放指向保存该消息的 ByteBuf 的内存引用。
在 EchoServerHandler 中,我们仍然需要将传入消息回送给发送者,而 write()操作是异步的,直到 channelRead()方法返回后可能仍然没有完成。为此,EchoServerHandler扩展了 ChannelInboundHandlerAdapter,其在这个时间点上不会释放消息。消息在 EchoServerHandler 的 channelReadComplete()方法中,当 writeAndFlush()方法被调用时被释放。
4.2 引导客户端
引导客户端类似于引导服务器,不同的是,客户端是使用主机和端口参数来连接远程地址,也就是这里的 Echo 服务器的地址,而不是绑定到一个一直被监听的端口。
package com.example.netty;
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import java.net.InetSocketAddress;
/**
* @author lhd
* @date 2023/05/16 15:59
* @notes 引导客户端
*/
public class EchoClient {
public void start() throws Exception {
//指定 EventLoopGroup 以处理客户端事件;需要适用于 NIO 的实现
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
//创建 Bootstrap
Bootstrap b = new Bootstrap();
b.group(group)
//适用于 NIO 传输的 Channel 类型
.channel(NioSocketChannel.class)
//设置服务器的InetSocketAddress
.remoteAddress(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080))
.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
//在创建Channel时,向 ChannelPipeline中添加一个 EchoClientHandler 实例
ch.pipeline().addLast(new EchoClientHandler());}
});
//连接到远程节点,阻塞等待直到连接完成
ChannelFuture f = b.connect().sync();
//阻塞,直到Channel 关闭
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
//关闭线程池并且释放所有的资源
group.shutdownGracefully().sync();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
new EchoClient().start();
}
}
总结一下要点:
- 为初始化客户端,创建了一个 Bootstrap 实例;
- 为进行事件处理分配了一个 NioEventLoopGroup 实例,其中事件处理包括创建新的连接以及处理入站和出站数据;
- 为服务器连接创建了一个 InetSocketAddress 实例;
- 当连接被建立时,一个 EchoClientHandler 实例会被安装到(该 Channel 的)
ChannelPipeline 中; - 在一切都设置完成后,调用 Bootstrap.connect()方法连接到远程节点;
综上客户端的构建已经完成。
五、构建和运行 Echo 服务器和客户端
将我们上面的代码复制到IDEA中运行,先启动服务端在启动客户端会得到以下预期效果:
服务端控制台打印:
客户端控制台打印:
我们关闭服务端后,客户端控制台打印:
因为服务端关闭,触发了客户端 EchoClientHandler 中的exceptionCaught()方法,打印出了异常堆栈并关闭了连接。
这只是一个简单的应用程序,但是它可以伸缩到支持数千个并发连接——每秒可以比普通的基于套接字的 Java 应用程序处理多得多的消息。
Netty实战(二)的更多相关文章
- Netty实战二之自己的Netty应用程序
接下来我们将展示如何构建一个基于Netty的客户端和服务器,程序很简单:客户端将消息发送给服务器,而服务器再将消息回送给客户端,这将是一个对你而言很重要的第一个netty的实践经验. 1.设置开发环境 ...
- Netty 仿QQ聊天室 (实战二)
Netty 聊天器(百万级流量实战二):仿QQ客户端 疯狂创客圈 Java 分布式聊天室[ 亿级流量]实战系列之15 [博客园 总入口 ] 源码IDEA工程获取链接:Java 聊天室 实战 源码 写在 ...
- coreseek实战(二):windows下mysql数据源部分配置说明
coreseek实战(二):windows下mysql数据源部分配置说明 关于coreseek在windows使用mysql数据源的配置,以及中文分词的详细说明,请参考官方文档: mysql数据源配置 ...
- 【NFS项目实战二】NFS共享数据的时时同步推送备份
[NFS项目实战二]NFS共享数据的时时同步推送备份 标签(空格分隔): Linux服务搭建-陈思齐 ---本教学笔记是本人学习和工作生涯中的摘记整理而成,此为初稿(尚有诸多不完善之处),为原创作品, ...
- chrome调试工具高级不完整使用指南(实战二)
3.3 给页面添加测试脚本 在现实的工作中,我们往往会遇到一些问题在线上就会触发然后本地就触发不了的问题.或者是,要给某个元素写一个测试脚本.这个时候如果是浏览器有提供一个添加脚本的功能的话,那么我们 ...
- Netty(二):Netty为啥去掉支持AIO?
匠心零度 转载请注明原创出处,谢谢! 疑惑 我们都知道bio nio 以及nio2(也就是aio),如果不是特别熟悉可以看看我之前写的网络 I/O模型,那么netty为什么还经常看到类似下面的这段代码 ...
- Netty入门二:开发第一个Netty应用程序
Netty入门二:开发第一个Netty应用程序 时间 2014-05-07 18:25:43 CSDN博客 原文 http://blog.csdn.net/suifeng3051/article/ ...
- Python爬虫实战二之爬取百度贴吧帖子
大家好,上次我们实验了爬取了糗事百科的段子,那么这次我们来尝试一下爬取百度贴吧的帖子.与上一篇不同的是,这次我们需要用到文件的相关操作. 前言 亲爱的们,教程比较旧了,百度贴吧页面可能改版,可能代码不 ...
- 转 Python爬虫实战二之爬取百度贴吧帖子
静觅 » Python爬虫实战二之爬取百度贴吧帖子 大家好,上次我们实验了爬取了糗事百科的段子,那么这次我们来尝试一下爬取百度贴吧的帖子.与上一篇不同的是,这次我们需要用到文件的相关操作. 本篇目标 ...
- kubernetes实战(二十八):Kubernetes一键式资源管理平台Ratel安装及使用
1. Ratel是什么? Ratel是一个Kubernetes资源平台,基于管理Kubernetes的资源开发,可以管理Kubernetes的Deployment.DaemonSet.Stateful ...
随机推荐
- Java线程池和Spring异步处理高级篇
开发过程中我们会遇到很多使用线程池的场景,例如异步短信通知,异步发邮件,异步记录操作日志,异步处理批量Excel解析.这些异步处理的场景我们都可以把它放在线程池中去完成,当然还有很多场景也都可以使用线 ...
- Masa Framework源码解读-02缓存模块(分布式缓存进阶之多级缓存)
序言 今天这篇文章来看看Masa Framework的缓存设计,上一篇文章中说到的MasaFactory的应用也会在这章节出现.文章中如有错误之处还请指点,咱们话不多说,直入主题. Masa Fr ...
- AI 影评家:用 Hugging Face 模型打造一个电影评分机器人
本文为社区成员 Jun Chen 为 百姓 AI 和 Hugging Face 联合举办的黑客松所撰写的教程文档,欢迎你阅读今天的第二条推送了解和参加本次黑客松活动.文内含有较多链接,我们不再一一贴出 ...
- 手把手 Golang 实现静态图像与视频流人脸识别
说起人脸识别,大家首先想到的实现方式应该是 Python 去做相关的处理,因为相关的机器学习框架,库都已经封装得比较好了.但是我们今天讨论的实现方式换成 Golang,利用 Golang 去做静态图像 ...
- Thread 线程中的 Synchronized block and lock
Thread Definition of Synchronized Synchronized block in java are marked with the synchronized keywor ...
- Mybatis 获取自增主键 useGeneratedKeys与keyProperty解答
Mybatis 获取自增主键 31bafebb-a95b-4c35-a949-8bc335ec6e2e 今天开发的时候遇到一个疑惑,业务场景是这样的, 但是百度好久没有找到合适的解答,于是自己向同事了 ...
- Docker容器内不能联网的6种解决方案
Docker容器内不能联网的6种解决方案 注:下面的方法是在容器内能ping通公网IP的解决方案,如果连公网IP都ping不通,那主机可能也上不了网(尝试ping 8.8.8.8) 1.使用–net: ...
- Redis key命名规范
Redis key命名规范 一.实现目标 简洁,高效,可维护 二.键值设计规约 1 Redis key 命名风格 [推荐]Redis key 命名需具有可读性以及可管理性,不该使用含义不清的 key ...
- 随手记:linux校准时间
记录一下校准时间操作的执行步骤: 首先使用 date 查看当前时间是否准确 校准时间命令 ntpdate cn.pool.ntp.org 如果没有权限: sudo -i 会出现输入密码,直接输入密码即 ...
- Vue修改单页面背景颜色