Netty构建游戏服务器(一)--基本概念与原理
一,Netty是什么
1,Netty是由 JBOSS提供的一个 java开源框架。
2,Netty是JAR包,一般使用ALL-IN-ONE的JAR包就可以开发了。
3,Netty不需要运行在Tomcat这类服务器中,他是单独构建一个服务器。
4,Netty可以构建HTTP服务器,socket服务器,websocket服务器等。
5,Netty其实是对JDK1.4以后提供的NIO的封装,NIO就是new i/o,JDK1.7推出了NIO2。
二,Netty服务架构图
以下官方图展示了Netty基本提供的服务:
主要提供的就是HTTP服务器,socket服务器,websocket服务器。
三,Netty原理架构图
从下面的原创图,可以基本看出Netty构建服务器的原理
1,组件名词解释
(1),Bootstrap / ServerBootstrap(建立连接):
Netty引导组件,简化NIO的开发步骤,是一个Netty程序的开始,作用是配置和串联各个组件。
(2)EventLoopGroup(事件循环组):
是EventLoop组合,可以包含多个EventLoop。创建一个EventLoopGroup的时候,内部包含的方法就会创建一个子对象EventLoop。
(3)EventLoop(事件循环):
循环服务Channel,可以包含多个Channel。
(4)Channel(通道):
代表一个Scoket连接,或者其他IO操作组件。
(5)ChannelInitializer(初始化连接):
主要提供了一个传输通道ChannelPipeline。
(6)ChannelPipeline(传输通道):
主要是管理各种ChannelHandler业务控制器,提供一个链式管理模式。
(7)ChannelHandler(业务控制器):
主要业务写入的地方,由开发人员写入,Netty也提供了很多写好的控制器和适配器,可以直接引用。
(8)ChannelInboundHandler(通道传入控制器):
继承至ChannelHandler,在传输通道中对传入事件进行控制。
(9)ChannelOutboundHandler(通道传出控制器):
继承至ChannelHandler,在传输通道中对传出事件进行控制。
(10)Decoder(解码):
网络传输都是byte传输,所以Netty首先接收到的是byte,需要进行解码,编程JAVA对象。
Netty提供了很多解码器,包括服务架构图(最上)显示的Google Protobuf编码,这是Google提供的跨平台的小体积编码方式,在Netty中可以直接解码。
(11)Encoder(编码):
和解码类似,在传出服务器的时候,需要编码成byte传输给客户端。
(12)Future / ChannelFuture(消息返回,图上没有):
Netty提供的返回结果,类似回调函数,告知你执行结果是什么。
2,构建服务器基本方法
从原理架构图可以看出,构建一个Netty服务器基本需要3个步骤:
1),ServerBootstrap(建立连接):构建一个Scoket或者其他连接,通过事件循环建立通道。
2),ChannelInitializer(初始化连接):构建传输通道,用于管理控制器。
3),ChannelHandler(业务控制器):构建业务控制器,最基本的是解码,编码,信息传入/传出。
同样,构建一个客户端,同样也是这些步骤,不过建立连接是使用Bootstrap,并且使用一个事件循环,而服务器一般使用两个事件循环。
具体代码可以看一下节内容:构建一个最简单的socket服务器与客户端。
四,Netty构建游戏服务器有什么优势
1,游戏服务器是一个复杂的组成,基本要求是低延迟和高并发。游戏服务器经常需要各种通信,例如地图服务器、网管服务器、聊天服务器之间的通信。Netty的异步NIO框架可以保证高性能的通信能力。
2,灵活的编码解码定制能力,满足不同游戏场景下的多协议和私有协议编解码。
3,可配置的线程池,TCP参数,提供差异化定制能力。
4,黑白名单过滤(IP过滤),SSL安全,可以用于登录认证环节。
5,Netty心跳检测(链路有效性检测),用于检测客户端是否处于活跃状态。心跳检测是指,服务器定期向客户端发送指定内容,通过反馈来判断链路是否可用,客户端是否活着,是否可以正常接收和发送消息。
6,流量整形,一种主动调整流量输出速率的措施。作用是
1),防止由于上下游网元性能不均衡导致下游网元被压垮,业务流程中断;
2),防止由于通信模块接收消息过快,后端业务线程处理不及时导致的“撑死”问题。
流行整形原理是将废弃报文先缓存,放入队列中,当具有足够令牌的时候在发送缓存的报文。这种做法可以缓解压力,但是有一定的延迟。
7,日志统计能力,提供游戏服务可服务性。
8,基于内存池的对象重用技术,降低GC频度,使得玩家不卡。
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