Spring - Netty （整合）

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  写在前面 

​ 大家好，我是作者尼恩。目前和几个小伙伴一起，组织了一个高并发的实战社群【疯狂创客圈】。正在开始 高并发、亿级流程的 IM 聊天程序 学习和实战，此文是：  疯狂创客圈 Java 分布式聊天室【 亿级流量】实战系列之 -30

顺便说明下：
本文的内容只是一个初稿、初稿，本文的知识，在《Netty Zookeeper Redis 高并发实战》一书时，进行大篇幅的完善和更新，并且进行的源码的升级。 博客和书不一样，书的内容更加系统化、全面化，更加层层升入、层次分明、更多次的错误排查，请大家以书的内容为准。
本文的最终内容， 具体请参考疯狂创客圈 倾力编著，机械工业出版社出版的 《Netty Zookeeper Redis 高并发实战》一书 。

  

Spring Netty 整合实战

疯狂创客圈 死磕Netty 系列之11

主要介绍的是SpringBoot整合Netty。在使用Netty之前，建议先了解Netty的基本原理，请参阅疯狂创客圈。

这里仅仅是使用Netty的第一步，这里介绍一个最简单的Demo——EchoServer，也就是回写服务器。就是无论客户端发啥字符串到服务器端，服务器端接收字符串后直接回写到客户端。

源码下载链接：

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本篇内容纲要

• 环境要求

• Spring +netty 服务器端

• Spring +netty 客户端

• Spring读取配置文件中的属性值

环境要求

• JDK:：1.8

• Netty:：4.0或以上(不包括5)

<java.version>1.8</java.version>
<springboot>1.5.9.RELEASE</springboot>
<netty.version>4.0.33.Final</netty.version>

Spring +netty 服务器端

回写服务器 Echo Server 程序主要由两部分组成：

• ServerBootstrap:服务器启动引导器。负责配置服务器端基本信息，并且完成服务器的启动

• EchoServerHandler：回写的业务逻辑处理器

ServerBootstrap

首先是编写服务端的启动类，代码中相应的注释在写得很详细。主要的步骤如下：

1. 创建一个ServerBootstrap实例

2. 创建一个EventLoopGroup来处理各种事件，如处理链接请求，发送接收数据等。

3. 设置本地监听端口 InetSocketAddress( port)

4. 设置 childHandler 来设置通道初始化类。并且在通道初始化时，加入回写的业务逻辑处理器EchoServerHandler到服务器通道的pipeline中 。childHandler 在通道初始化时，会被执行一次。

5. 所有准备好之后调用ServerBootstrap.bind() 方法绑定 Server

不过需要注意的是，在不使用Spring的环境中，是通过main方法直接启动服务端，因此是直接new一个处理器echoServerHandler 对象。而在和Spring 整合之后，我们需要将 echoServerHandler 处理器交给springBoot去管理。

ServerBootstrap 代码如下：

@Service("EchoServer")
public class EchoServer
{
    // 服务器端口
    @Value("${server.port}")
    private int port;
    // 通过nio方式来接收连接和处理连接
    private static EventLoopGroup boss = new NioEventLoopGroup();
    private static EventLoopGroup work = new NioEventLoopGroup();
​
    // 启动引导器
    private static ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
    @Autowired
    private EchoServerHandler echoServerHandler;
​
    public void run()
    {
        try
        {
            b.group(boss, work);
            // 设置nio类型的channel
            b.channel(NioServerSocketChannel.class);
            // 设置监听端口
            b.localAddress(new InetSocketAddress(port));
            // 设置通道初始化
            b.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>()
            {
                //有连接到达时会创建一个channel
                protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception
                {
                    // pipeline管理channel中的Handler
                    // 在channel队列中添加一个handler来处理业务
                    ch.pipeline().addLast("echoServerHandler",echoServerHandler);
                }
            });
            // 配置完成，开始绑定server
            // 通过调用sync同步方法阻塞直到绑定成功
​
            ChannelFuture f = b.bind().sync();
            System.out.println(EchoServer.class.getName() +
                    " started and listen on " + f.channel().localAddress());
​
            // 监听服务器关闭事件
            // 应用程序会一直等待，直到channel关闭
            f.channel().closeFuture().sync();
        } catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        } finally
        {
            // 关闭EventLoopGroup，释放掉所有资源包括创建的线程
            work.shutdownGracefully();
            boss.shutdownGracefully();
        }
​
    }
}

业务逻辑ServerHandler：

要想处理接收到的数据，我们必须继承ChannelInboundHandlerAdapter接口，重写里面的channelRead方法，每当有数据到达，此方法就会被调用（一般是Byte类型数组），我们就在这里写我们的业务逻辑：

​

@Service("echoServerHandler") public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { ​ /** * 建立连接时，发送一条消息 */ @Override public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { System.out.println("连接的客户端地址:" + ctx.channel().remoteAddress()); super.channelActive(ctx); } ​ public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) { try { System.out.println("server received data :" + msg); ctx.write(msg);//写回数据， ​ } finally { ReferenceCountUtil.release(msg); } } ​ public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) { //flush掉所有写回的数据 ctx.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER) .addListener(ChannelFutureListener.CLOSE); //当flush完成后关闭channel } ​ public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) { //捕捉异常信息 cause.printStackTrace(); //出现异常时关闭channel ctx.close(); } } ​

关于异常处理：

我们在上面程序中也重写了exceptionCaught方法，这里就是对当异常出现时的处理。

Spring +netty 客户端

EchoClient 扮演如下角色：

• 连接到Server

• 向Server写数据,

• 等待Server返回数据

回写客户端程序EchoClient 主要由两部分组成：

• Bootstrap:客户端启动引导器。负责配置客户端基本信息，并且完成客户端的启动

• EchoClientHandler ：客户端业务逻辑处理器

EchoClient Bootstrap的过程：

和Server端类似，只不过Client端要同时指定连接主机的IP和Port。

1. 创建一个Bootstrap实例

2. 创建一个EventLoopGroup 来处理各种事件，如处理链接请求，发送接收数据等。

3. 定义需要连接到的远程服务器的InetSocketAddress,包含了IP+端口

4. 设置 childHandler 来设置通道初始化类。并且在通道初始化时，加入客户端的业务逻辑处理器echoClientHandler 到服务器通道的pipeline中 。当连接完成之后，childHandler 会被执行一次 。

5. 所有准备好之后调用 ServerBootstrap.connect() 方法连接Server

EchoClient Bootstrap的代码：

@Service("EchoClient") public class EchoClient { // 服务器ip地址 @Value("${server.ip}") private String host; // 服务器端口 @Value("${server.port}") private int port; ​ // 通过nio方式来接收连接和处理连接 private EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); ​ @Autowired private EchoClientHandler echoClientHandler; ​ /** * 唯一标记 */ private boolean initFalg = true; ​ /** * 客户端的是Bootstrap，服务端的则是 ServerBootstrap。 * 都是AbstractBootstrap的子类。 **/ public void run() { doConnect(new Bootstrap(), group); } ​ /** * 重连 */ public void doConnect(Bootstrap bootstrap, EventLoopGroup eventLoopGroup) { ChannelFuture f = null; try { if (bootstrap != null) { bootstrap.group(eventLoopGroup); bootstrap.channel(NioSocketChannel.class); bootstrap.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); bootstrap.remoteAddress(host, port); ​ // 设置通道初始化 bootstrap.handler( new ChannelInitializer<SocketChannel>() { public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ch.pipeline().addLast(echoClientHandler); } } ); f = bootstrap.connect().addListener((ChannelFuture futureListener) -> { final EventLoop eventLoop = futureListener.channel().eventLoop(); if (!futureListener.isSuccess()) { System.out.println("与服务端断开连接!在10s之后准备尝试重连!"); eventLoop.schedule(() -> doConnect(new Bootstrap(), eventLoop), 10, TimeUnit.SECONDS); } }); if (initFalg) { System.out.println("EchoClient客户端连接成功!"); initFalg = false; } // 阻塞 f.channel().closeFuture().sync(); } } catch (Exception e) { System.out.println("客户端连接失败!" + e.getMessage()); } ​ } }

EchoClientHandler 客户端业务逻辑处理器

要想处理接收到的数据，我们必须继承ChannelInboundHandlerAdapter基类，重写里面的channelRead方法，每当有数据到达，此方法就会被调用（一般是Byte类型数组），我们就在这里写我们的业务逻辑：

​

@Service("echoClientHandler") public class EchoClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { /** * 此方法会在连接到服务器后被调用 */ public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) { ctx.write(Unpooled.copiedBuffer("Netty rocks!", CharsetUtil.UTF_8)); } ​ /** * 业务逻辑处理 */ @Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { // 如果不是protobuf类型的数据 if (!(msg instanceof ByteBuf)) { System.out.println("未知数据!" + msg); return; } try { ByteBuf in = (ByteBuf) msg; System.out.println("Client received: " + ByteBufUtil.hexDump(in.readBytes(in.readableBytes()))); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { ReferenceCountUtil.release(msg); } } /** * 捕捉到异常 */ public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) { cause.printStackTrace(); ctx.close(); } }​

除了继承ChannelInboundHandlerAdapter基类，我们的业务Handler还可以继承 SimpleChannelInboundHandler 基类。

那么这两个有什么区别呢？

• SimpleChannelInboundHandler在接收到数据后会自动release掉数据占用的Bytebuffer资源(自动调用Bytebuffer.release())。如果在channelRead方法返回前还没有写完数据，也就是当不能让它自动release时，就不能继承 SimpleChannelInboundHandler 基类。而继承ChannelInboundHandlerAdapter则不会自动释放，需要手动调用ReferenceCountUtil.release()等方法进行释放。

• SimpleChannelInboundHandler还有一个好处，可以在泛型参数中，可以直接指定好传输的数据格式。所以继承该类，在处理数据时，不需要判断数据格式。而继承ChannelInboundHandlerAdapter则需要进行数据格式的判断和转换。

• 推荐在服务端去继承ChannelInboundHandlerAdapter，建议手动进行释放，防止数据未处理完就自动释放了。

Spring读取配置文件中的属性值

在Netty 的程序中，一般需要用到服务器ip和端口，最好的方式是放在配置文件中，方便修改。

Spring Boot 默认的配置文件名称为 application.properties，SpringApplication将从以下位置加载此文件：

• 当前目录下的/config子目录，

• 当前目录

• 一个classpath下的/config包

• classpath 根路径（root）

一般情况下，工程在编译之后，application.properties 放在classpath 根路径下。

配置文件 application.properties

#端口号 server.port=8081 IPserver.ip=127.0.0.1 

注意：文件名字不能错哦，是application.properties

关联配置项到类属性

在类域属性上通过@Value("${配置项}")指定关联属性，Spring Application会自动加载。

public class EchoServer { // 服务器端口 @Value("${server.port}") private int port; //... }

启动配置项自动扫描

使用 @Configuration、@EnableAutoConfiguration 启动配置项的自动扫描。

//自动加载配置信息 @Configuration @EnableAutoConfiguration //使包路径下带有@Value的注解自动注入 //使包路径下带有@Autowired的类可以自动注入 @ComponentScan("com.crazymakercircle.nettydemo.server") @SpringBootApplication public class ServerApp { ​ // ........ }

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疯狂创客圈 实战计划

• Netty 亿级流量 高并发  IM后台 开源项目实战

• Netty 源码、原理、JAVA NIO 原理

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