Netty学习笔记(二)——netty组件及其用法

1、Netty是 一个异步事件驱动的网络应用程序框架，用于快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端。

原生NIO存在的问题

1) NIO的类库和API繁杂，使用麻烦:需要熟练掌握Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer等。

2)需要具备其他的额外技能:要熟悉Java 多线程编程，因为NIO编程涉及到Reactor 模式，你必须对多线程和网络编程非常熟悉，才能编写出高质量的NIO程序。

3)开发工作量和难度都非常大:例如客户端面临断连重连、网络闪断、半包读写、失败缓存、网络拥塞和异常流的处理等等。

4) JDKNIO 的Bug:例如臭名昭著的Epoll Bug,它会导致Selector 空轮询,最终导致CPU 100%。直到JDK 1.7

Netty 的优点

Netty对JDK自带的NIO的API进行了封装，解决了，上述问题。

1) 设计优雅:适用于各种传输类型的统- - API阻塞和非阻塞Socket; 基于灵活且可扩展的事件模型，可以清晰地分离关注点:高度可定制的线程模型-单线程，- -个或多个线程池.

2)使用 方便:详细记录的Javadoc， 用户指南和示例;没有其他依赖项，JDK5 (Netty3.x) 或6 (Netty4.x)就足够了。

3)高性能、 吞吐量更高:延迟更低;减少资源消耗;最小化不必要的内存复制。

4) 安全:完整的SSL/TLS 和StartTLS 支持。

2、线程模型：

传统阻塞I/O 服务模型

模型特点：1.阻塞io模式获取数据    2每个连接都需要独立的线程去处理业务。

优缺点：

优点：编程简单

缺点：1) 当并发数很大，就会创建大量的线程，占用很大系统资源

　　　2)连接创建后， 如果当前线程暂时没有数据可读，该线程会阻塞在read操作，造成线程资源浪费

 Reactor模式

模型特点：

1)基于I/O 复用模型:多个连接共用一个阻塞对象，应用程序只需要在一个阻塞对象等待，无需阻塞等待所有连

接。当某个连接有新的数据可以处理时，操作系统通知应用程序，线程从阻塞状态返回，开始进行业务处理

Reactor对应的叫法:1.反应器模式2.分发者模式(Dispatcher) 3.通知者模式(notifier)

2)基于线程池复用线程资源:不必再为每个连接创建线程，将连接完成后的业务处理任务分配给线程进行处理，

一个线程可以处理多个连接的业务。

1》：单Reactor 单线程;在学习笔记（一）中的群聊天程序就是该种模式。

方案流程：

1) Select 是前面I/O 复用模型介绍的标准网络编程API,可以实现应用程序通过一个阻塞对象监听多路连接请求

2)Reactor对象通过Select监控客户端请求事件，收到事件后通过Dispatch进行分发

3）如果是建立连接请求事件，则由Acceptor 通过Accept处理连接请求，然后创建一个Handler 对象处理连接完成后的后续业务处理

4)如果不是建立连接事件， 则Reactor 会分发调用连接对应的Handler 来响应

5)Handler会完成Read-→业务处理-+Send的完整业务流程

优缺点：

1) 优点:模型简单，没有多线程、进程通信、竞争的问题，全部都在-一个线程中完成

2)缺点: 性能问题，只有-一个线程，无法完全发挥多核CPU的性能。Handler 在处理某个连接上的业务时，整个进程无法处理其他连接事件，很容易导致性能瓶颈

3)缺点: 可靠性问题，线程意外终止，或者进入死循环，会导致整个系统通信模块不可用，不能接收和处理外部消息，造成节点故障

4)使用场景: 客户端的数量有限，业务处理非常快速，比如Redis 在业务处理的时间复杂度0(1) 的情况

2》：单Reactor 多线程;

方案流程：

1) Reactor对象通过select 监控客户端请求事件，收到事件后，通过dispatch进行分发

2)如 果建立连接请求，则右Acceptor通过accept处理连接请求,然后创建一个Handler对象处理完成连接后的各种事件

3)如果不 是连接请求，则由reactor分发调用连接对应的handler来处理

4) handler 只负责响应事件，不做具体的业务处理,通过read读取数据后，会分发给后面的worker线程池的某个线程处理业务

5) worker 线程池会分配独立线程完成真正的业务，并将结果返回给handler

6) handler 收到响应后，通过send将结果返回给client

优缺点：

1)优点:可以充分的利用多核cpu的处理能力

2)缺点:多线程数据共享和访问比较复杂，reactor处理所有的事件的监听和响应，在单线程运行，在高并发场景容易出现性能瓶颈.

3》：主从Reactor 多线程　

方案流程：

1) Reactor主线程MainReactor 对象通过select 监听连接事件,收到事件后，通过Acceptor 处理连接事件

2)当 Acceptor 处理连接 事件后，MainReactor 将连接分配给SubReactor

3)subreactor将连接加入到连接队列进行监听，并创建handler进行各种事件处理

4)当有 新事件发生时，subreactor 就会调用对应的handler处理

5) handler通过read 读取数据，分发给后面的worker 线程处理

6) worker 线程池分配独立的worker线程进行业务处理，并返回结果

7) handler 收到响应的结果后，再通过send将结果返回给client

8) Reactor 主线程可以对应多个Reactor子线程，即MainRecator可以关联多个SubReactor

优缺点：

1)优点:父线程与子线程的数据交互简单职责明确，父线程只需要接收新连接，子线程完成后续的业务处理。

2)优点: 父线程与子线程的数据交互简单，Reactor 主线程只需要把新连接传给子线程，子线程无需返回数据。

3)缺点: 编程复杂度较高

4)结合实例: 这种模型在许多项目中广泛使用，包括Nginx 主从Reactor 多进程模型，Memcached主从多线程,Netty主从多线程模型的支持

线程模型理解：

1) 单Reactor 单线程，前台接待员和服务员是同一个人，全程为顾客服.

2)单 Reactor 多线程，1个前台接待员，多个服务员，接待员只负责接待

3) 主从Reactor 多线程，多个前台接待员，多个服务生

 

Rector模型优点：

1)响应快，不必为单个同步时间所阻塞，虽然Reactor本身依然是同步的

2)可以最大程度的避免复杂的多线程及同步问题，并且避免了多线程/进程的切换开销

3)扩 展性好，可以方便的通过增加Reactor 实例个数来充分利用CPU资源

4)复用性好， Reactor 模型本身与具体事件处理逻辑无关，具有很高的复用性

3、Netty 线程模式(Netty主要基于主从Reactor 多线程模型做了一定的改进，其中主从Reactor 多线程模型有多个Reactor)　

方案流程：

1) Netty 抽象出两组线程池BossGroup 专门负责接收客户端的连接, WorkerGroup专门负责网络的读写

2) BossGroup 和WorkerGroup 类型都是NioEventLoopGroup

3) NioEventLoopGroup 相当于-一个事件循环组,这个组中含有多个事件循环，每一个事件循环是NioEventLoop

4) NioEventLoop表示-一个不断循环的执行处理任务的线程， 每个NioEventLoop 都有-一个selector, 用于监听绑定在其上的socket的网络通讯

5) NioEventI oopGroup可以有多个线程，即可以含有多个NioEventLoop

6)每个 Boss NioEventLoop循环执行的步骤有3步

　　●轮询 accept事件

• 处理accept事件，与client建立连接，生成 NioScocketChannel，并将其注册到某个worker NIOEventLoop.上的selector

　   ●处理任务队列的任务 ，即runAllTasks

7)每个Worker NIOEventLoop循环执行的步骤

　　处理任务队列的任务，即 runAllTasks

8)每个Worker NIOEventLoop处理 业务时,会使用pipeline(管道)，pipeline 中包含了channel ,即通过pipeline

demo：服务端

package nettyNio;
 
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
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;
 
public class NettyNioServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
            /**
             *创建两个线程组bossGroup和workGroup，bossGroup负责处理请求连接，workGroup负责数据的处理
             *两个都是无线循环
             *调用可构造方法，默认的字线程数NioEventLoopGroup是实际cpu核数*2
             */
            EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
            EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
        try{
            //创建启动器
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
            bootstrap.group(bossGroup,workGroup)//设置两个线程组
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)//使用NioServerSocketChannel作为服务器的通道实现
                    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)//设置线程队列得到的连接数
                    .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)//设置保持活动的连接状态
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {//创建一个通道测试对象
                        //给pipeline设置处理器
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                                ch.pipeline().addLast(new NettyHandelServer());//调用处理器
                        }
                    });
            //启动服务器并绑定端口，绑定端口并同步，创建一个ChannelFuture对象
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.bind(7777).sync();
            System.out.println("服务器启动");
            //对关闭通道进行监听
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
 
}

服务端handler：NettyHandelServer

package nettyNio;
 
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.util.CharsetUtil;
 
public class NettyHandelServer extends ChannelInboundHandlerAdapter {
 
    /**
     * @param ctx 上下文对象，含有管道pipeline，通道channel,地址
     * @param msg 就是客户端发送的数据默认Object
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        System.out.println("ctx。。。"+ctx);
        System.out.println("当前线程"+Thread.currentThread().getName());
        Channel channel = ctx.channel();
 
        ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline();
 
        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf)msg;
        System.out.println("读取的客户端数据。。。"+byteBuf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
        System.out.println("客户端地址。。。"+channel.remoteAddress());
    }
 
    /**
     * 读取数据完毕
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        //把数据写入缓存并刷新
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello",CharsetUtil.UTF_8));
    }
 
    /**
     * 处理异常一般是关闭通道
     * @param ctx
     * @param cause
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        ctx.close();
    }
}

ctx对象：该对象可以得到handel和pipeline

channel:

pipeline:

客户端：

package nettyNio;
 
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
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.NioSocketChannel;
 
public class NettyNioClient {
    public static void main(String[] args) {
        //创建group
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        try{
            //创建客户端启动对象，这里不是ServerBootStrap
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
 
            //设置相关参数
            bootstrap.group(group)//
                .channel(NioSocketChannel.class)//设置客户端的实现类
                .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                        ch.pipeline().addLast(new NettyHandelClient());
                    }
                });
            System.out.println("客户端启动");
            //连接服务器
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 7777).sync();
            //给关闭通道监听
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }
}

客户端handler:NettyHandelClient

package nettyNio;
 
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import io.netty.util.CharsetUtil;
 
public class NettyHandelClient  extends ChannelInboundHandlerAdapter{
 
    /**
     * 当通道有读取事件就会触发
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("client....ctx ...."+ctx);
        //向客户端发送数据
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, server ", CharsetUtil.UTF_8));
    }
 
    /**
     * 读取服务端发送的信息
     * @param ctx
     * @param msg
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf) msg;
        System.out.println("从服务端获取的数据..."+byteBuf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
        System.out.println("服务端的地址"+ctx.channel().remoteAddress());
    }
 
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
       ctx.close();
    }
}

 5、任务队列：

1)用户程序自定义的普通任务

2)用户自定 义定时任务

3) 非当前Reactor 线程调用Channel 的各种方法

demo：在上面的demo中，我们服务端的handel读取数据时，我们使用任务来做。

用户自定义的普通任务：

ctx.channel().eventLoop().execute(new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
               try{
                   Thread.sleep(5000);
                   ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello 任务1",CharsetUtil.UTF_8));
                   System.out.println("当前任务队列。。"+ctx.channel().hashCode());
               }catch (Exception e){
                   e.printStackTrace();
               }
           }
       });

提交到定时任务：

ctx.channel().eventLoop().schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try{
                    Thread.sleep(10000);
                    ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello 任务2",CharsetUtil.UTF_8));
                    System.out.println("当前任务队列。。"+ctx.channel().hashCode());
                }catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },5, TimeUnit.SECONDS);

小结：

1) Netty 抽象出两组线程池，BossGroup 专门负责接收客户端连接，WorkerGroup 专门负责网络读写操作。

2) NioEventLoop 表示一个 不断循环执行处理任务的线程，每个NioEventLoop 都有一个selector, 用于监听绑定在其_上的socket网络通道。

3) NioEventLoop 内部采用串行化设计,从消息的读取->解码->处理->编码~>发送，始终由I0线程NioEventLoop负责

NioEventLoopGroup 下 包含多个NioEventLoop

　　1>每个NioEventLoop 中包含有- -一个Selector， - 一个taskQueue

　　2>每个NioEventLoop 的Selector 上可以注册监听多个NioChannel

3>每个NioChannel只会绑定在唯- - 的NioEventLoop 上

　   4>每个NioChannel 都绑定有-一个自己的ChannelPipeline

6、异步模型：

1)异步的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后，调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的组件在

完成后，通过状态、通知和回调来通知调用者。

2) Netty 中的I/O操作是异步的，包括Bind、 Write、 Connect 等操作会简单的返回一个ChannelFuture。

3)调用 者并不能立刻获得结果，而是通过Future-Listener 机制，用户可以方便的主动获取或者通过通知机制获得I0操作结果

4) Netty 的异步模型是建立在future 和callback 的之上的。callback 就是回调。重点说Future， 它的核心思想是:假设一个方法fun,

计算过程可能非常耗时，等待fun 返回显然不合适。那么可以在调用fun 的时候，立马返回一个Future，

后续可以通过Future 去监控方法fun 的处理过程(即: Future-Listener 机制)

Futher:

1)表示异步的执行结果，可以通过它提供的方法来检测执行是否完成，比如检索计算等等.

马返回一个Future， 后续可以通过Future 去监控方法fun 的处理过程(即: Future-Listener 机制)

2) ChannelFuture 是-一个接口: public interface ChannelFuture extends Future <Void>

我们可以添加监听器，当监听的事件发生时，就会通知到监听器.

在上面的demo中，我们在服务器启动的时候来去检测服务器是否启动成功

 //启动服务器并绑定端口，绑定端口并同步，创建一个ChannelFuture对象
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.bind(7777).sync();
 
            //加监听器
            channelFuture.addListener((future)->{
                if(channelFuture.isSuccess()){
                    System.out.println("服务器启动成功");
                }else{
                    System.out.println("服务器启动失败");
                }
            });

futher-listener机制：

1)当Future对象刚刚创建时，处于非完成状态，调用者可以通过返回的ChannelFuture来获取操作执行的状态，

注册监听函数来执行完成后的操作。

2)常见有如下操作

1》通过isDone方法来判断当前操作是否完成;

2》通过isSuccess方法来判断已完成的当前操作是否成功;

3》通过getCause方法来获取已完成的当前操作失败的原因;

4》通过isCancelled方法来判断已完成的当前操作是否被取消;

5》通过addListener 方法来注册监听器，当操作已完成(isDone 方法返回完成)，将会通知指定的监听器;如果Future对象已完成，则通知指定的监听器

Http服务：

demo：服务端

public class NettyHttpServer {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
 
        try{
            ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
 
            serverBootstrap.group(bossGroup,workGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).childHandler(new MyHttpIniliza());
 
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(5577).sync();
 
            channelFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
                @Override
                public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
                    if(future.isSuccess()){
                        System.out.println("服务器启动成功");
                    }else{
                        System.out.println("服务器1启动失败");
                    }
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

public class MyHttpIniliza extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
 
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        //得到管道
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        //加入一个netty提供的httpServerCodec codec =>[coder - decoder]
        //HttpServerCodec说明
        //1. HttpServerCodec是netty提供的处理http的编-解码器
        pipeline.addLast("HttpServerCodec",new HttpServerCodec());
        //增加自定义handler
        pipeline.addLast(new MyhttpHandler());
    }
}

public class MyhttpHandler extends SimpleChannelInboundHandler<HttpObject> {
 
    /**
     * 读取客户端数据
     * @param ctx
     * @param msg
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, HttpObject msg) throws Exception {
            //判断是否是HttpRequest请求
        if(msg instanceof HttpRequest){
            //获取到msg
            HttpRequest httpRequest = (HttpRequest) msg;
            System.out.println(ctx.channel().remoteAddress());
           /* //过滤内容
            String uri = httpRequest.uri();
            Uri uri1 = new Uri(uri);
            if("".equals(uri1.getPath())){
                //不响应
                System.out.println("该信息不处理。。。");
                return;
            }*/
            //回应浏览器信息
            ByteBuf content = Unpooled.copiedBuffer("hello，浏览器", CharsetUtil.UTF_8);
 
            //构建http响应信息，httpResponse
             FullHttpResponse httpResponse = new DefaultFullHttpResponse(HttpVersion.HTTP_1_1,HttpResponseStatus.OK, content);
             httpResponse.headers().set(HttpHeaderNames.CONTENT_TYPE,"text/plain");
             httpResponse.headers().set(HttpHeaderNames.CONTENT_LENGTH,content.readableBytes());
 
             //将构建号的HttpResponse返回
            ctx.writeAndFlush(httpResponse);
        }
    }
}

7、Netty核心组件：

　　　　1 、Bootstrap、 ServerBootstrap

Bootstrap 意思是引导，- -个Netty 应用通常由- 一个Bootstrap 开始，主要作用是配置整个Netty 程序，

串联各个组件，Netty 中Bootstrap 类是客户端程序的启动引导类，ServerBootstrap 是服务端启动引导类

public ServerBootstrap group(EventI oopGroup parentGroup, EventL oopGroup childGroup)，该方法用于服务器端，用来设置两个EventLoop
 
public B group(EventLoopGroup group)，该方法用于客户端，用来设置- - 个EventLoop
 
public B channe(Class<? extends C> channelClass)，该方法用来设置- -个服务器端的通道实现
 
public <T> B option(ChannelOption<T> option, T value)，用来给ServerChannel 添加配置
 
public <T> ServerBootstrap childOption(ChannelOption<T> childOption, T value)，用来给接收到的通道添加配置
 
public ServerBootstrap childHandler(ChannelHandler childHandler)，该方法用来设置业务处理类(自定义的handler)
 
public ChannelFuture bind(int inetPort)，该方法用于服务器端，用来设置占用的端口号
 
public ChannelFuture connect(String inetHost, int inetPort)，该方法用于客户端，用来连接服务器端

　　2、Future、 ChannelFuture

Netty中所有的I0操作都是异步的，不能立刻得知消息是否被正确处理。但是可以过--会等它执行完成或

者直接注册一个监听，具体的实现就是通过Future 和ChannelFutures，他们可以注册一个监听， 当操作执行成功

或失败时监听会自动触发注册的监听事件

常见的方法有

Channel channel)，返回当前正在进行I0操作的通道
 
ChannelFuture sync()，等待异步操作执行完毕

　　3、Channel

1) Netty 网络通信的组件，能够用于执行网络I/O 操作。

2)通过Channel可获得当前网络连接的通道的状态

3)通过Channel可获得网络连接的配置参数( 例如接收缓冲区大小)

4) Channel 提供异步的网络I/O 操作(如建立连接，读写,绑定端口),异步调用意味着任何I/O 调用都将立即返.

回，并且不保证在调用结束时所请求的I/O 操作已完成

5)调用立即返回一个ChannelFuture 实例，通过注册监听器到ChannelFuture.上， 可以I/O操作成功、失败或取消时回调通知调用方

6)支持关联I/O操作与对应的处理程序

7)不同协议、 不同的阻塞类型的连接都有不同的Channel 类型与之对应，常用的Channel 类型:

NioSocketChannel，异步的客户端TCP Socket连接。
 
NioServerSocketChannel，异步的服务器端TCP Socket连接。
 
NioDatagramChannel，异步的UDP连接。
 
NioSctpChannel，异步的客户端Sctp 连接。
 
NioSctpServerChannel，异步的Sctp 服务器端连接，这些通道涵盖了UDP和TCP网络I0以及文件I0。

　　4、Selector

1) Netty 基于Selector 对象实现I/O 多路复用，通过Selector 一个线程可以监听多个连接的Channel 事件。

2)当向-一个Selector中注册Channel后，Selector内部的机制就可以自动不断地查询(Select)这些注册的

Channel是否有已就绪的I/O 事件(例如可读，可写，网络连接完成等)，这样程序就可以很简单地使用一个

线程高效地管理多个Channel

　　5、ChannelHandler 及其实现类

1) ChannelHandler 是-一个接口，处理I/O 事件或拦截I/0 操作，并将其转发到其ChannelPipeline( 业务处理链)中的下一个处理程序。

2) ChannelHandler 本身并没有提供很多方法，因为这个接口有许多的方法需要实现，方便使用期间，可以继承它的子类

3) ChannelHandler 及其实现类一览图(后)

ChannellinboundHandler 用于处理入站1/0事件。
 
ChannelOutboundHandler 用于处理出站I/0操作。

//适配器
ChannellnboundHandlerAdapter用于处理入站I/O事件。
 
ChannelOutboundHandlerAdapter用于处理出站I/0操作。
 
ChannelDuplexHandler 用于处理入站和出站事件。

4)我们经常需要自定义 -一个Handler 类去继承ChannelInboundHandlerAdapter, 然后通过重写相应方法实现业务逻辑，我们接下来看看一-般都需要重写哪些方法

public class ChannelInboundHandlerAdapter extends ChannelHandlerAdapter implements ChannelInboundHandler {
 
  　//通道从他的事件循环中注册
    @Override
    public void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelRegistered();
    }
 
    //通道从它的事件循环注销
    @Override
    public void channelUnregistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelUnregistered();
    }
 
    //通道就绪
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelActive();
    }
 
　　　//没有就绪
    @Override
    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelInactive();
    }
 
   //读取数据
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        ctx.fireChannelRead(msg);
    }
 
    //数据读完之后
    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelReadComplete();
    }
 
  　　//用户事件触发
    @Override
    public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
        ctx.fireUserEventTriggered(evt);
    }
 
   //通道可写状态改变
    @Override
    public void channelWritabilityChanged(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelWritabilityChanged();
    }
 
  //异常捕捉
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause)
            throws Exception {
        ctx.fireExceptionCaught(cause);
    }
}

　　6、 Pipeline 和ChannelPipeline

ChannelPipeline是-一个重点:

l) ChannelPipeline 是一个Handler 的集合，它负责处理和拦截inbound 或者outbound 的事件和操作，相当于

一个贯穿 Netty的链。(也可以这样理解: ChannelPipeline 是保存ChannelHandlerContext 的List， 用于处理或拦截Channel的入站事件和出站操作)

2) ChannelPipeline 实现了一种高级形式的拦截过滤器模式，使用户可以完全控制事件的处理方式，以及Channel中各个的ChannelHandler 如何相互交互

3) 在Netty 中每个Channel 都有且仅有一 -个ChannelPipeline 与之对应，它们的组成关系如下

-一个Channel包含了一个ChannelPipeline,而ChannelPipeline中又维护了一个 由ChannelHandlerContex组成的双向链表，并且每个ChannelHandlerContext中又关联着-一个 ChannelHandler;

入站事件和出站事件在-一个双向链表中，入站事件会从链表head往后传递到最后一个入站的handler,出站事件会从链表tail往前传递到最前一一个出站的handler,两种类型的handler互不干扰

我们来·debug来看看在ChannelPipeine是不是一个链表结果？链表的储存对象？

HttpServerCodec它继承了CombinedChannelDuplexHandler，所以是和handler相关的

public final class HttpServerCodec extends CombinedChannelDuplexHandler<HttpRequestDecoder, HttpResponseEncoder>
        implements HttpServerUpgradeHandler.SourceCodec {

自定义的MyHttpIniliza 继承了ChannelInitializer，ChannelInitializer继承了ChannelInboundHandlerAdapter ，

ChannelInboundHandlerAdapter实现了ChannelInboundHandler,所以是和handler相关的

public class MyHttpIniliza extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
 
@Sharable
public abstract class ChannelInitializer<C extends Channel> extends ChannelInboundHandlerAdapter {

public class ChannelInboundHandlerAdapter extends ChannelHandlerAdapter implements ChannelInboundHandler {

4)常用方法

ChannelPipeline addFirst(ChanelHander.. handlers)， 把-个业务处理类( handler)添加到链中的第一个位置
 
ChannelPipeline addL ast(ChannelHandler.. handlers)，把- 个业务处理类( handler)添加到链中的最后一个位置

　　7、ChannelHandlerContext

1) 保存Channel 相关的所有上下文信息，同时关联 一个ChannelHandler对象

2)即ChannelHandlerContext中包含一个具体的事件处理器ChannelHandler，同时

ChannelHandlerContext中也绑定了对应的pipeline 和Channel 的信息，方便对ChannelHandler进行调用.

3)常用方法

ChannelFuture close()，关闭通道
 
ChannelOutboundInvoker flush()，刷新
 
ChanelFuture writeAndFlush(Object msg)，将数据写到ChannelPipeline中当前
 
ChannelHandler的下-一个ChannelHandler开始处理( 出站)

　　8、ChannelOption

1) Netty 在创建Channel 实例后,一 般都需要设置ChannelOption 参数。

2) ChannelOption 参数如下:

ChannelOption.SO_BACKLOG：对应TCP/IP协议listen函数中的backlog参数，用来初始化服务器可连接队列大小。服
 
务端处理客户端连接请求是顺序处理的，所以同一时间只能处理一个客户端连接。多个客户端来的时候，
 
服务端将不能处理的客户端连接请求放在队列中等待处理，backlog 参数指定了队列的大小。
 
ChannelOption.SO_KEEPALIVE： 一直保持连接活动状态

　　　9、EventLoopGroup 和其实现类NioEventI oopGroup

1) EventLoopGroup 是- -组EventLoop 的抽象, Netty为了更好的利用多核CPU资源，- -般会有多个EventLoop同时工作，每个EventLoop 维护着一一个Selector 实例。

2)EventLoopGroup提供next 接口，可以从组里面按照- - 定规则获取其中-一个EventLoop 来处理任务。在Netty服务器端编程中，

我们一般都需要提供两个EventLoopGroup ，例如: BossEventLoopGroup 和WorkerEventL oopGroup。

3)通常--个服务端口即-一个ServerSocketChannel对应一个Selector和--个EventIoop线程。BossEventLoop负责

接收客户端的连接并将SocketChannel 交给WorkerEvent[ oopGroup来进行I0处理，如下图所示

1》BossEventLoopGroup通常是一个 单线程的EventLoop, EventLoop 维护着一个注册了ServerSocketChannel的Selector实例BossEventLoop不断轮询Selector将连接事件分离出来

2》通常是OP_ ACCEPT事件，然后将接收到的SocketChannel交给WorkerEventLoopGroup

3》WorkerEventLoopGroup会由next选择其中一个EventLoop来将这个SocketChannel注册到其维护的Selector并对其后续的I0事件进行处理

相关方法：

public NioEventI oopGroup(),构造方法
 
public Future<?> shutdownGracefully()，断开连接，关闭线程

　　10、Unpooled类

1) Netty 提供一个专门用来操作缓冲区(即Netty的数据容器)的工具类

2)常用 方法如下所示

//通过给定的数据和字符编码返回一个ByteBuf 对象(类似于NIO中的ByteBuffer但有区别)

public static ByteBuf copiedBuffer(CharSequence string, Charset charset)

demo：来说明ByteBuf相关方法：

public class NttyBuf {
    public static void main(String[] args) {
       /* //1.创建对象，该对象包含一个数组arr,是一个byte[10]
        //2.在netty的buffer中，不需要使用flip进行反转,底层维护了readerindex 和writerIndex
        //3.通过readerindex 和writerIndex和capacity， 将 buffer分成三个区域
        // 0--readerindex已经读取的区域 , readerindex--writerIndex，可读的区域 ,writerIndex - capacity,可写的区域
        ByteBuf buffer = Unpooled.buffer(10);*/
 
        //还可以通过Unpooled.copiedBuffer,指定字节编码
        ByteBuf byteBuf = Unpooled.copiedBuffer("hello,world", CharsetUtil.UTF_8);
 
        if (byteBuf.hasArray()) {
            //得到字节数组
            byte[] array = byteBuf.array();
            System.out.println("得到的数据："+new String(array,CharsetUtil.UTF_8));
 
            //字节偏移
            int i = byteBuf.arrayOffset();
            System.out.println("字节偏移》》"+i);
 
            //获取当前readerIndex
            int readerIndex = byteBuf.readerIndex();
            System.out.println("获取当前readerIndex》》"+readerIndex);
 
            //获取当前readerIndex,不会+1
            int readerIndex2 = byteBuf.readerIndex();
            System.out.println("获取当前readerIndex2》》"+readerIndex2);
 
            //获取当前的writerIndex
            int writerIndex = byteBuf.writerIndex();
            System.out.println("获取当前的writerIndex》》"+writerIndex);
 
            //得到当前可读取的容量
            int capacity = byteBuf.capacity();
            System.out.println("得到当前可读取的容量》》"+capacity);
 
            //读取字节，并且readerIndex+1
            System.out.println("读取字节，并且readerIndex+1》》"+byteBuf.readByte());
 
            //字节偏移
            int i2 = byteBuf.arrayOffset();
            System.out.println("字节偏移2》》"+i2);
 
            //获取当前readerIndex
            int readerIndex3 = byteBuf.readerIndex();
            System.out.println("获取当前readerIndex2》》"+readerIndex3);
 
            //获取readIndex = 1的字节，不会readerIndex+1
            System.out.println("获取readIndex = 1的字节，不会readerIndex+1》》"+byteBuf.getByte(1));
 
            int capacity2 = byteBuf.capacity();
            System.out.println("得到当前可读取的容量2》》"+capacity2);
 
            //可读取的字节数
            int readableBytes = byteBuf.readableBytes();
            System.out.println("可读取的字节数》》"+readableBytes);
 
            //获取readerIndex为3，长度为7,按照utf-8的格式读取字节
            System.out.println("获取readerIndex为3，长度为7,按照utf-8的格式读取字节》》"+byteBuf.getCharSequence(3,7,CharsetUtil.UTF_8));
        }
    }
}

结果：

得到的数据：hello,world
字节偏移》》0
获取当前readerIndex》》0
获取当前readerIndex2》》0
获取当前的writerIndex》》11
得到当前可读取的容量》》33
读取字节，并且readerIndex+1》》104
字节偏移2》》0
获取当前readerIndex2》》1
获取readIndex = 1的字节，不会readerIndex+1》》101
得到当前可读取的容量2》》33
可读取的字节数》》10
获取readerIndex为3，长度为7,按照utf-8的格式读取字节》》lo,worl

Netty群聊程序：

服务端：

public class NettyGroupChatServer {
    //端口
    private int port;
 
    /**
     * 初始化
     * @param port
     */
    public NettyGroupChatServer(int port){
        this.port = port;
    }
 
    /**
     * 启动服务器
     */
    public void  run()  {
 
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
 
        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
        serverBootstrap.group(bossGroup,workGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .option(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)
                .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)
                .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                        pipeline.addLast("stringEncoder",new StringEncoder());
                        pipeline.addLast("stringDecoder",new StringDecoder());
                        pipeline.addLast(new MyNettyServerHander());
 
                    }
                });
        try {
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(port).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{
                if(sc.isSuccess()){
                    System.out.println("netty服务器启动成功");
                }else{
                    System.out.println("netty服务器启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        new NettyGroupChatServer(7777).run();
    }
}

服务端handler:MyNettyServerHander

public class MyNettyServerHander extends SimpleChannelInboundHandler<String>{
 
    private  static ChannelGroup channelGroup = new DefaultChannelGroup(GlobalEventExecutor.INSTANCE);
 
    /**
     * 连接建立
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        Channel channel = ctx.channel();
        channelGroup.writeAndFlush("客户端"+channel.remoteAddress()+"加入聊天\n");
        channelGroup.add(channel);
    }
 
    /**
     * 失去连接
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        Channel channel = ctx.channel();
        channelGroup.writeAndFlush("客户端"+channel.remoteAddress()+"离开了\n");
    }
 
    /**
     * 通道就绪状态 表示上线
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ChannelPipeline channelPipeline = ctx.pipeline();
        System.out.println("客户端"+channelPipeline.channel().remoteAddress()+"上线了\n");
    }
 
    /**
     * 通道没有就绪，表示离线
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ChannelPipeline channelPipeline = ctx.pipeline();
        System.out.println("客户端"+channelPipeline.channel().remoteAddress()+"离线了\n");
    }
 
    /**
     * 读取数据
     * @param ctx
     * @param msg
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
        Channel channel = ctx.channel();
       channelGroup.forEach(channel1 -> {
           if(channel1 == channel){
               channel.writeAndFlush("客户端"+channel1.remoteAddress()+"(自己)说："+msg);
           }else {
               channel1.writeAndFlush("客户端"+channel1.remoteAddress()+"说："+msg);
           }
       });
    }
 
    /**
     * 捕捉异常
     * @param ctx
     * @param cause
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println("出现异常。。。。");
    }
 
}

客户端：

import java.util.Scanner;
 
public class NettyGroupChatClient {
    private String host;
    private int port;
 
    public NettyGroupChatClient(String host,int port){
        this.host = host;
        this.port = port;
    }
 
    public void run(){
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                        ChannelPipeline channelPipeline = ch.pipeline();
                        channelPipeline.addLast("decoder",new StringDecoder());
                        channelPipeline.addLast("encoder",new StringEncoder());
                        channelPipeline.addLast(new MyNettyClentHanlder());
                    }
                });
        try {
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect(host,port).sync();
            Channel channel = channelFuture.channel();
 
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (scanner.hasNextLine()){
                String line = scanner.nextLine();
                channel.writeAndFlush(line+"\n");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
             group.shutdownGracefully();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        new NettyGroupChatClient("127.0.0.1",7777).run();
    }
}

客户端handler:MyNettyClentHanlder

public class MyNettyClentHanlder extends SimpleChannelInboundHandler<String> {
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
        System.out.println(msg.trim());
    }
}

8、心跳检测：用来检测客户端的状态

demo：

public class NettyHeartBeat {
    public static void main(String[] args) {
 
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workGroup =  new NioEventLoopGroup();
 
        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
 
        serverBootstrap.group(bossGroup,workGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .childOption(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)
                .option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)
　　　　　　　　　　//指定日志等级
                .handler(new LoggingHandler(LogEevel.INFO))
                .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                        ChannelPipeline channelPipeline = ch.pipeline();
                        /**
                         * 加入-一个netty提供IdleStateHandler说明.
                         * 1. IdleStateHandler是netty提供的处理空闲状态的处理器
                         * 2. long readerIdleTime:表示多长时间没有读,就会发送-一个心跳检测包检测是否连接
                         * 3. long writerIdleTime:表示多长时间没有写,就会发送- -个心跳检测包检测是否连接
                         * 4. long alldleTimne:表示多长时间没有读写,就会发送一个心跳检测包检测是否连接
                         *
                         * triggers an {@link IdleStateEvent} when a {@link Channel} has not performed
                         * * read, write, or both operation for a while.
                         * 当IdleStateEvent 触发后，就会传递给管道的下一个handler去处理
                         * 通过调用(触发)下一个handler的userEventTiggered(所以我们需要在自定义的handler中重写该方法) ,
                         * 在该方法中去处理IdleStateEvent(空闲，写空闲，读写空闲)
                         */
                        channelPipeline.addLast(new IdleStateHandler(3,5,7, TimeUnit.SECONDS));
　　　　　　　　　　　　　　//给空闲检测加上自定义的handler
                        channelPipeline.addLast(new MyheartbeatHandler());
                    }
                });
        try {
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(7777).sync();
            channelFuture.addListener((ch)->{
                if(ch.isSuccess()){
                    System.out.println("服务器启动成功");
                }else{
                    System.out.println("服务器启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

//指定日志等级
.handler(new LoggingHandler(LogEevel.INFO))
 
channelPipeline.addLast(new IdleStateHandler(3,5,7, TimeUnit.SECONDS));
/**
 * 加入-一个netty提供IdleStateHandler说明.
 * 1. IdleStateHandler是netty提供的处理空闲状态的处理器
 * 2. long readerIdleTime:表示多长时间没有读,就会发送-一个心跳检测包检测是否连接
 * 3. long writerIdleTime:表示多长时间没有写,就会发送- -个心跳检测包检测是否连接
 * 4. long alldleTimne:表示多长时间没有读写,就会发送一个心跳检测包检测是否连接
 *
 * triggers an {@link IdleStateEvent} when a {@link Channel} has not performed
 * * read, write, or both operation for a while.
 * 当IdleStateEvent 触发后，就会传递给管道的下一个handler去处理
 * 通过调用(触发)下一个handler的userEventTiggered(所以我们需要在自定义的handler中重写该方法) ,
 * 在该方法中去处理IdleStateEvent(空闲，写空闲，读写空闲)
 */

自定义handler:MyheartbeatHandler

public class MyheartbeatHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
 
    /**
     *
     * @param ctx 上下文
     * @param evt 触发的事件
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
        //先判断是否是IdleStateEvent事件
       if(evt instanceof IdleStateEvent){
           IdleStateEvent idleStateEvent = (IdleStateEvent)evt;
            String eventType = "";
           switch (idleStateEvent.state()){
               case READER_IDLE:
                   eventType = "读空闲";
                   break;
 
               case WRITER_IDLE:
                   eventType = "写空闲";
                   break;
 
               case ALL_IDLE:
                   eventType = "读写都空闲";
                   break;
           }
           System.out.println("连接状态。。。"+eventType);
       }
    }
}

idleStateEvent.state()：返回一个枚举状态：

public enum IdleState {
    /**
     * No data was received for a while.
     */
    READER_IDLE,
    /**
     * No data was sent for a while.
     */
    WRITER_IDLE,
    /**
     * No data was either received or sent for a while.
     */
    ALL_IDLE
}

9、编码器和handler调用机制：

1》netty的组件设计：Netty的主要组件有Channel、EventLoop、ChannelFuture、ChannelHandler、ChannelPipe等
2》ChannelHandler充当了处理入站和出站数据的应用程序逻辑的容器。例如，实现ChannelInboundHandler接口（或ChannelInboundHandlerAdapter），

你就可以接收入站事件和数据，这些数据会被业务逻辑处理。当要给客户端发送响应时，也可以从ChannelInboundHandler冲刷数据。

业务逻辑通常写在一个或者多个ChannelInboundHandler中。ChannelOutboundHandler原理一样，只不过它是用来处理出站数据的
3》ChannelPipeline提供了ChannelHandler链的容器。以客户端应用程序为例，如果事件的运动方向是从客户端到服务端的，

那么我们称这些事件为出站的，即客户端发送给服务端的数据会通过pipeline中的一系列ChannelOutboundHandler，并被这些Handler处理，反之则称为入站的。

例如上面图，如果一个入站的事件，首选它会经过第一个handler的处理，再传给链中的下一个handler处理。

编码器：

1》当Netty发送或者接受一个消息的时候，就将会发生一次数据转换。入站消息会被解码：从字节转换为另一种格式（比如java对象）；如果是出站消息，它会被编码成字节。
2》Netty提供一系列实用的编解码器，他们都实现了ChannelInboundHadnler或者ChannelOutboundHandler接口。在这些类中，

channelRead方法已经被重写了。以入站为例，对于每个从入站Channel读取的消息，这个方法会被调用。随后，它将调用由解码

器所提供的decode()方法进行解码，并将已经解码的字节转发给ChannelPipeline中的下一个ChannelInboundHandler。

我们通常会使用继承SimpleChannelInboundHandler的handler类来处理事件

demo：客户端发送long -> 服务器和服务端发送long -> 客户端

服务端分为四部分：主启动类，initializer初始化器，解码器和编码器，自定义handler。

主启动类：和上面的案例写的内容基本一致

public class MyDecoderServer {
 
    public static void main(String[] args) {
 
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
 
        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
        serverBootstrap.group(bossGroup,workGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .option(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)
                .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)
                .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))//加日志
                .childHandler(new MyDecoderServerInitializer());
        try {
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(8899).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{//加监听器
                if (sc.isSuccess()) {
                    System.out.println("服务器启动成功");
                }else {
                    System.out.println("服务端启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

initializer初始化器：

public class MyDecoderServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
 
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline channelPipeline = ch.pipeline();
　　　　//加入解码器，用来处理来自客户端的信息
        channelPipeline.addLast(new MyToLongDecoder());
　　　　　//加入编码器，用来处理发往客户端的信息
        channelPipeline.addLast(new MyToLongEncoder());
　　　　//自定义的handler，用来处理器业务
        channelPipeline.addLast(new MyDecoderServerHandler());
    }
}

解码器和编码器:继承ByteToMessageDecoder,编码器中的Long型表示要将Long型的数据进行编码。

public class MyToLongDecoder extends ByteToMessageDecoder{
 
    /**
     *
     * @param ctx 上下文对象
     * @param in   入站的ByteBuf数据
     * @param out  list集合，将解码后的数据传给下一个handler
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List out) throws Exception {
        System.out.println("MyToLongDecoder 。。。被调用");
            //读取long型数据，每次读取8个
            if(in.readableBytes() >= 8){
　　　　　　　　　　//将数据传给下一个handler
                out.add(in.readLong());
            }
    }
}

public class MyToLongEncoder extends MessageToByteEncoder<Long> {
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, Long msg, ByteBuf out) throws Exception {
        System.out.println("MyToLongEncoder 。。。encode被调用");
        System.out.println("msg:"+msg);
        out.writeLong(msg);
    }
}

自定义的handler:

public class MyDecoderServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<Long> {
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, Long msg) throws Exception {
        System.out.println("获取到客户端的数据");
        System.out.println("MyDecoderServerHandler 。。。被调用");
        System.out.println("从客户端获取的数据"+ctx.channel().remoteAddress()+":"+msg);
 
    }
 
    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("————————————————————");
        System.out.println("给客户端发送数据。。。。");
        ctx.writeAndFlush(10000L);
    }
 
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println(cause.getMessage());
        ctx.close();
    }
}

客户端也是分为四部分：主启动类，initializer初始化器，解码器和编码器，自定义handler。

主启动类：

public class MyDecoderClient {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
 
        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
                .handler(new MyDecoderClientInitializer());
 
        try {
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 8899).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{
                if (sc.isSuccess()) {
                    System.out.println("客户端启动成功");
                }else{
                    System.out.println("客户端启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }
}

initializer初始化器：

public class MyDecoderClientInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
 
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        //加入编码器,对出站的数据进行编码
        pipeline.addLast(new MyToLongEncoder() );
        //加入解码器,对入站的数据进行编码
        pipeline.addLast(new MyToLongDecoder());
        //加入自定义handler，处理业务
        pipeline.addLast(new MyDecoderClientHandler());
    }
}

解码器和编码器上面已经有。

自定义的handler:

public class MyDecoderClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<Long> {
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, Long msg) throws Exception {
        System.out.println("————————————————————————————");
        System.out.println("MyDecoderClientHandler ....被调用");
        System.out.println("从服务端获取的数据"+ctx.channel().remoteAddress()+":"+msg);
    }
 
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("ChannelHandlerContext 。。。channelActive 向服务端发送数据");
        ctx.writeAndFlush(1234567L);
    }
}

在上面我们讲过编码和解码器其实都是一种handler,从这个demo中可以看到客户端向服务端发送消息过程中，handler的调用过程，

客户端发送消息——服务端

MyDecoderClientHandler ————》MyToLongEncoder ————》MyToLongDecoder ————》MyDecoderServerHandler

在netty中还提供了其他的编解码器：

　ReplayingDecoder：ReplayingDecoder扩展了ByteToMessageDecoder类，使用这个类，我们不必调用readableBytes()方法。参数S指定了用户状态管理的类型，其中Void代表不需要状态管理

LineBasedFrameDecoder：这个类在Netty内部也有使用，它使用行尾控制字符（\n或者\r\n）作为分隔符来解析数据。
 
DelimiterBasedFrameDecoder：使用自定义的特殊字符作为消息的分隔符。
 
HttpObjectDecoder：一个HTTP数据的解码器
 
LengthFieldBasedFrameDecoder：通过指定长度来标识整包消息，这样就可以自动的处理黏包和半包消息。
 
10、TCP粘包和拆包
基本解释：TCP是面向连接的，面向流的，提供高可靠性服务。收发两端（客户端和服务器端）都要有一一成对的socket，
因此，发送端为了将多个发给接收端的包，更有效的发给对方，使用了优化方法（Nagle算法），
将多次间隔较小且数据量小的数据，合并成一个大的数据块，然后进行封包。这样做虽然提高了效率，
但是接收端就难于分辨出完整的数据包了，因为面向流的通信是无消息保护边界的，由于服务
由于服务端无法准确的接受客户端传来信息的长度，所以会出现粘包和拆包问题。
 
示意图：

第一种正常接受，第二种粘包，第三D2拆包。

demo：粘包和拆包现象：

服务端：主启动类

public class MyTcpServer {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
 
        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
        serverBootstrap.group(bossGroup,workGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .option(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)
                .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)
                .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
                .childHandler(new MyTcpInitializer());
 
        try {
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(9990).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{
                if(sc.isSuccess()){
                    System.out.println("服务器启动成功");
                }else{
                    System.out.println("服务器启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

MyTcpServer

initialzer初始化器：

public class MyTcpInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
 
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        pipeline.addLast(new MyTcpServerHandler());
 
    }
}

MyTcpInitializer

自定义handler:

public class MyTcpServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {
    private int count = 0;
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {
        byte[] bytes = new byte[msg.readableBytes()];
        msg.readBytes(bytes);
        System.out.println("————————————————————————");
        System.out.println("客户端获取到的数据: "+new String(bytes,CharsetUtil.UTF_8));
        System.out.println("获取的次数:"+(++this.count));
 
        ByteBuf resonseByteBuf = Unpooled.copiedBuffer(UUID.randomUUID().toString(), CharsetUtil.UTF_8);
        ctx.writeAndFlush(resonseByteBuf);
 
    }
 
}

客户端：主启动类

public class MyTcpClient {
    public static void main(String[] args) {
 
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
 
        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .handler(new MyTcpClientInitializer());
 
        try {
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 9990).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{
                if (sc.isSuccess()) {
                    System.out.println("客户端启动成功");
                }else{
                    System.out.println("客户端启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }
}

MyTcpClient

initialzer初始化器：

public class MyTcpClientInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        pipeline.addLast(new MyTcpClientHandler());
    }
}

MyTcpClientInitializer

自定义handler:

public class MyTcpClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {
    private int count = 0;
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {
        byte[] buffer = new byte[msg.readableBytes()];
        msg.readBytes(buffer);
        System.out.println("——————————————————————————");
        System.out.println("客户端收到服务端的信息："+new String(buffer,CharsetUtil.UTF_8));
        System.out.println("客户端收到服务端的信息"+(++this.count));
    }
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
            System.out.println("——————————————————————");
            String content = "hello,world"+i;
            ByteBuf byteBuf = Unpooled.copiedBuffer(content, CharsetUtil.UTF_8);
            ctx.writeAndFlush(byteBuf);
            System.out.println("发送数据次数："+(++this.count));
        }
    }
}

打印结果：测试三次，可以看出出现了粘包现象。

————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world0hello,world1hello,world2hello,world3hello,world4hello,world5hello,world6hello,world7hello,world8hello,world9
获取的次数:1
 
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world0
获取的次数:1
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world1
获取的次数:2
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world2
获取的次数:3
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world3hello,world4
获取的次数:4
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world5hello,world6
获取的次数:5
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world7hello,world8
获取的次数:6
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world9
获取的次数:7
 
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world0
获取的次数:1
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world1
获取的次数:2
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world2
获取的次数:3
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world3hello,world4hello,world5hello,world6hello,world7hello,world8hello,world9
获取的次数:4

解决方案:
使用自定义协议 + 编解码器 来解决
关键就是要解决 服务器端每次读取数据长度的问题, 这个问题解决，就不会出现服务器多读或少读数据的问题，从而避免的TCP 粘包、拆包 。
demo:这次我们将发送的信息包装类发送

服务端：主启动类

public class MyProtocolTcpServer {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
 
        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
        serverBootstrap.group(bossGroup,workGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .option(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)
                .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)
                .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
                .childHandler(new MyProtocolTcpServerInitializer());
 
        try {
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(6699).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{
                if (sc.isSuccess()) {
                    System.out.println("服务器启动成功");
                }else{
                    System.out.println("服务器启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

MyProtocolTcpServer

initialzer初始化器：

public class MyProtocolTcpServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        pipeline.addLast(new MyProtocolTcpDecoder());
        pipeline.addLast(new MyProtocolTcpServerHandler());
    }
}

MyProtocolTcpServerInitializer

自定义的handler:MyProtocolTcpServerHandler 

public class MyProtocolTcpServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ProtocolTcpMessage> {
    private int count = 0;
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ProtocolTcpMessage msg) throws Exception {
        System.out.println("获取到客户端信息：");
        System.out.println("长度："+msg.getLength()+",内容："+new String(msg.getContent(), CharsetUtil.UTF_8));
        System.out.println("第"+(++this.count)+"调用");
    }
 
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println("异常信息："+cause.getMessage());
        ctx.close();
    }
}

编解码器：MyProtocolTcpDecoder和MyProtocolTcpEncoder

public class MyProtocolTcpDecoder extends ByteToMessageDecoder{
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {
        System.out.println("——————————————————————————————————");
        System.out.println("MyProtocolTcpDecoder...decode 被调用");
        int len = in.readInt();
        byte[] content = new byte[len];
        in.readBytes(content);
　　　　　//将读取的字节数据转为消息对象
        ProtocolTcpMessage protocolTcpMessage = new ProtocolTcpMessage();
        protocolTcpMessage.setLength(len);
        protocolTcpMessage.setContent(content);
        out.add(protocolTcpMessage);
    }
}

public class MyProtocolTcpEncoder extends MessageToByteEncoder<ProtocolTcpMessage> {
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, ProtocolTcpMessage msg, ByteBuf out) throws Exception {
　　　　　　　　//接受消息对象，然后装换成字节
            System.out.println("MyProtocolTcpEncoder。。。encode 被调用");
            out.writeInt(msg.getLength());
            out.writeBytes(msg.getContent());
    }
}

消息类：ProtocolTcpMessage

public class ProtocolTcpMessage {
    private int length;
 
    private byte[] content;
 
    public int getLength() {
        return length;
    }
 
    public void setLength(int length) {
        this.length = length;
    }
 
    public byte[] getContent() {
        return content;
    }
 
    public void setContent(byte[] content) {
        this.content = content;
    }
}

客户端：主启动类

public class MyProtocolTcpClient {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
 
        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .handler(new MyProtocolTcpClientInitializer());
        try {
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 6699).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{
                if (sc.isSuccess()) {
                    System.out.println("客户端启动成功");
                }else {
                    System.out.println("客户端启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }
}

MyProtocolTcpClient

initialzer初始化器：

public class MyProtocolTcpClientInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        pipeline.addLast(new MyProtocolTcpEncoder());
        pipeline.addLast(new MyProtocolTcpClientHandler());
    }
}

MyProtocolTcpClientInitializer

自定义的handler:

public class MyProtocolTcpClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ProtocolTcpMessage> {
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ProtocolTcpMessage msg) throws Exception {
 
    }
 
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
　　　　　　　　//将消息封装成消息对象ProtocolTcpMessage
            String content = "hello world";
            ProtocolTcpMessage protocolTcpMessage = new ProtocolTcpMessage();
            protocolTcpMessage.setLength(content.getBytes(CharsetUtil.UTF_8).length);
            protocolTcpMessage.setContent(content.getBytes(CharsetUtil.UTF_8));
            ctx.writeAndFlush(protocolTcpMessage);
        }
    }
 
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println("异常信息"+cause.getMessage());
        ctx.close();
    }
 
}

待更。。。