DotNetty关键概念及简单示例(基于NET5)

1.DotNetty 设计的关键

异步和事件驱动是Netty设计的关键。

1.1 核心组件

1.1.1 Channel

Channel:一个连接就是一个Channel。

Channel是Socket的封装,提供绑定,读,写等操作,降低了直接使用Socket的复杂性。Channel是Socket的抽象,可以被注册到一个EventLoop上,EventLoop相当于Selector,每一个EventLoop又有自己的处理线程。



1.1.2 回调

回调:通知的基础。

1.1.3 EventLoop

EventLoop

我们之前就讲过EventLoop这里回顾一下:

一个 EventLoopGroup 包含一个或者多个 EventLoop;

一个 EventLoop 在它的生命周期内只和一个 Thread 绑定;

所有由 EventLoop 处理的 I/O 事件都将在它专有的 Thread 上被处理;

一个 Channel 在它的生命周期内只注册于一个 EventLoop;

一个 EventLoop 可能会被分配给一个或多个 Channel。

1.1.4 ChannelHandler

ChannelHandler是处理数据的逻辑容器

ChannelInboundHandler是接收并处理入站事件的逻辑容器,可以处理入站数据以及给客户端以回复。

1.1.5 ChannelPipeline

ChannelPipeline是将ChannelHandler穿成一串的的容器。

1.1.6 编码器和解码器

编码器和解码器都实现了ChannelInboundHandler和 ChannelOutboundHandler接口用于处理入站或出站数据。

1.1.7 Bootstrap引导类

  • Bootstrap用于引导客户端,ServerBootstrap用于引导服务器
  • 客户端引导类只需要一个EventLoopGroup服务器引导类需要两个EventLoopGroup。但是在简单使用中,也可以公用一个EventLoopGroup。为什么服务器需要两个EventLoopGroup呢?是因为服务器的第一个EventLoopGroup只有一个EventLoop,只含有一个SeverChannel用于监听本地端口,一旦连接建立,这个EventLoop就将Channel控制权移交给另一个EventLoopGroup,这个EventLoopGroup分配一个EventLoop给Channel用于管理这个Channel。

1.1.8 AbstractByteBuffer IByteBuffer IByteBufferHolder

字节级操作,工控协议的话大多都是字节流,我们以前的方式就是拼,大概就是:对照协议这两个字节是什么,后四个字节表示什么意思。现在DotNetty提供了一个ByteBuffer来简化我们对于字节流的操作。适用工控协议。json格式的,但是底层还是字节流。

2 DotNetty Nuget包

DotNetty由九个项目构成,在NuGet中都是单独的包,可以按需引用,其中比较重要的几个是以下几个:

  • DotNetty.Common 是公共的类库项目,包装线程池,并行任务和常用帮助类的封装
  • DotNetty.Transport 是DotNetty核心的实现
  • DotNetty.Buffers 是对内存缓冲区管理的封装
  • DotNetty.Codes 是对编码器解码器的封装,包括一些基础基类的实现,我们在项目中自定义的协议,都要继承该项目的特定基类和实现
  • DotNetty.Handlers 封装了常用的管道处理器,比如Tls编解码,超时机制,心跳检查,日志等,如果项目中没有用到可以不引用,不过一般都会用到

3 一个例子

3.1 服务端代码示例

3.1.1 服务端配置

配置成服务器管道,TcpServerSocketChannel,之所以配置成服务器管道原因是与客户端管道不同,服务器管道多了侦听服务。将服务端的逻辑处理代码Handler以pipeline形式添加到channel中去。

using DotNetty.Transport.Bootstrapping;
using DotNetty.Transport.Channels;
using DotNetty.Transport.Channels.Sockets;
using System;
using System.Threading.Tasks; namespace EchoServer
{
class Program
{
static async Task RunServerAsync()
{
IEventLoopGroup eventLoop;
eventLoop = new MultithreadEventLoopGroup();
try
{
// 服务器引导程序
var bootstrap = new ServerBootstrap();
bootstrap.Group(eventLoop);
bootstrap.Channel<TcpServerSocketChannel>()
// 保持长连接
.ChildOption(ChannelOption.SoKeepalive, true);
bootstrap.ChildHandler(new ActionChannelInitializer<IChannel>(channel =>
{
IChannelPipeline pipeline = channel.Pipeline;
pipeline.AddLast(new EchoServerHandler());
}));
IChannel boundChannel = await bootstrap.BindAsync(3000);
Console.ReadLine();
await boundChannel.CloseAsync();
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex);
}
finally
{
await eventLoop.ShutdownGracefullyAsync();
}
}
static void Main(string[] args) => RunServerAsync().Wait();
}
}

3.1.2 服务端处理逻辑代码

接收连入服务端代码的客户端消息,并将此消息重新返回给客户端。

using DotNetty.Buffers;
using DotNetty.Transport.Channels;
using System;
using System.Text; namespace EchoServer
{
/// <summary>
/// 因为服务器只需要响应传入的消息,所以只需要实现ChannelHandlerAdapter就可以了
/// </summary>
public class EchoServerHandler : ChannelHandlerAdapter
{
/// <summary>
/// 每个传入消息都会调用
/// 处理传入的消息需要复写这个方法
/// </summary>
/// <param name="ctx"></param>
/// <param name="msg"></param>
public override void ChannelRead(IChannelHandlerContext ctx, object msg)
{
IByteBuffer message = msg as IByteBuffer;
Console.WriteLine("收到信息:" + message.ToString(Encoding.UTF8));
ctx.WriteAsync(message);
}
/// <summary>
/// 批量读取中的最后一条消息已经读取完成
/// </summary>
/// <param name="context"></param>
public override void ChannelReadComplete(IChannelHandlerContext context)
{
context.Flush();
}
/// <summary>
/// 发生异常
/// </summary>
/// <param name="context"></param>
/// <param name="exception"></param>
public override void ExceptionCaught(IChannelHandlerContext context, Exception exception)
{
Console.WriteLine(exception);
context.CloseAsync();
}
}
}

3.2 客户端代码示例

3.2.1 客户端服务配置

配置需要连接的服务端ip地址及其端口号,并且配置客户端的处理逻辑代码以pipeline形式添加到channel中去。

using DotNetty.Transport.Bootstrapping;
using DotNetty.Transport.Channels;
using DotNetty.Transport.Channels.Sockets;
using System;
using System.Net;
using System.Threading.Tasks; namespace EchoClient
{
class Program
{
static async Task RunClientAsync()
{
var group = new MultithreadEventLoopGroup();
try
{
var bootstrap = new Bootstrap();
bootstrap
.Group(group)
.Channel<TcpSocketChannel>()
.Handler(new ActionChannelInitializer<ISocketChannel>(channel =>
{
IChannelPipeline pipeline = channel.Pipeline;
pipeline.AddLast(new EchoClientHandler());
}));
IChannel clientChannel = await bootstrap.ConnectAsync(new IPEndPoint(IPAddress.Parse("192.168.1.11"), 3000));
Console.ReadLine();
await clientChannel.CloseAsync();
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex);
}
finally
{
await group.ShutdownGracefullyAsync();
}
}
static void Main(string[] args) => RunClientAsync().Wait();
}
}

3.2.2 客户端处理逻辑代码

客户端连接成功后,向服务端发送消息,接受到服务端消息,对消息计数再发还给服务端。

using DotNetty.Buffers;
using DotNetty.Transport.Channels;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text; namespace EchoClient
{
public class EchoClientHandler : SimpleChannelInboundHandler<IByteBuffer>
{
public static int i=0;
/// <summary>
/// Read0是DotNetty特有的对于Read方法的封装
/// 封装实现了:
/// 1. 返回的message的泛型实现
/// 2. 丢弃非该指定泛型的信息
/// </summary>
/// <param name="ctx"></param>
/// <param name="msg"></param>
protected override void ChannelRead0(IChannelHandlerContext ctx, IByteBuffer msg)
{
if (msg != null)
{
i++;
Console.WriteLine($"Receive From Server {i}:" + msg.ToString(Encoding.UTF8));
}
ctx.WriteAsync(Unpooled.CopiedBuffer(msg));
}
public override void ChannelReadComplete(IChannelHandlerContext context)
{ context.Flush();
}
public override void ChannelActive(IChannelHandlerContext context)
{
Console.WriteLine($"发送客户端消息");
context.WriteAndFlushAsync(Unpooled.CopiedBuffer(Encoding.UTF8.GetBytes($"客户端消息!")));
} public override void ExceptionCaught(IChannelHandlerContext context, Exception exception)
{
Console.WriteLine(exception);
context.CloseAsync();
}
}
}

4 最终输出效果

备注:红框表示接收到消息的序号。

5 参考博客

DotNetty完全教程

.NET Core3.1 Dotnetty实战

DotNetty系列

dotNetty modbus系列

编解码框架


版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。 本文链接:https://www.cnblogs.com/JerryMouseLi/p/14086199.html

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