09-Netty 高性能架构设计-基于Netty开发TCP服务

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/io.netty/netty-all -->
<dependency>
    <groupId>io.netty</groupId>
    <artifactId>netty-all</artifactId>
    <version>4.1.20.Final</version>
</dependency>

package com.dance.netty.netty.simple;

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;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;

public class NettyServer {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        /*
         * 创建BossGroup 和 WorkerGroup
         * 说明:
         *  1. 创建连个线程组 bossGroup 和 workerGroup
         *  2. bossGroup只处理连接请求(accept), 真正的和客户端业务处理, 会交给workerGroup完成
         *  3. 两个都是无线循环
         *  4. bossGroup 和 workerGroup 含有的子线程(NioEventLoop)的个数
         * 默认: 实际CPU核数 * 2
         */
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

        try {
            // 创建服务器端的启动对象, 配置参数
            ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();

            serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup) //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) // 设置线程队列等待连接个数
                    .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true) // 设置保持活动连接状态
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        /**
                         * 初始化通道
                         *  创建一个通道初始化对象(匿名对象)
                         *  给pipeline设置处理器
                         * @param socketChannel SocketChannel
                         * @throws Exception err
                         */
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
                            // 设置 处理器
                            socketChannel.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
                        }
                    }); // 给我们的workerGroup 的 EventLoop 对应的管道(pipeline)设置处理器

            System.out.println("server is ready......");

            // 绑定一个接口 并且同步 生成一个 ChannelFuture 对象
            // 启动服务器(并绑定端口)
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(6668).sync();

            // 对关闭通道进行监听
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

}

package com.dance.netty.netty.simple;

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;

import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

/**
 * 说明:
 *  1. 我们自定义一个handler 需要集成Netty 规定好的 HandlerAdapter
 *  2. 这时我们自定义一个Handler 才能称为一个Handler
 */
public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    /**
     * 读取消息
     * @param ctx 通道处理器上下文 含有管道 pipeline对象 地址
     * @param msg 消息
     * @throws Exception 异常
     */
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        System.out.println("ctx = " + ctx);
        // 将msg 转换为 byteBuf
        // 这个是Netty的 ByteBuf 不是 NIO的ByteBuffer
        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf) msg;
        System.out.println("客户端发送的消息是: " + byteBuf.toString(StandardCharsets.UTF_8));
        System.out.println("客户端地址: " + ctx.channel().remoteAddress());
    }

    /**
     * 数据读取完毕
     * @param ctx 通道处理器上下文
     * @throws Exception 异常
     */
    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        // write + flush
        // 将数据写入到缓存并刷新
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("Hello 客户端", StandardCharsets.UTF_8));
    }

    /**
     * 处理异常
     * @param ctx 上下文对象
     * @param cause 异常
     * @throws Exception 异常
     */
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        // 异常一般是关闭通道
        ctx.close();
        cause.printStackTrace();
    }
}

package com.dance.netty.netty.simple;

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;

public class NettyClient {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        // 客户端需要一个事件循环组
        EventLoopGroup eventExecutors = new NioEventLoopGroup();

        try {
            // 创建客户端启动对象
            // 注意客户端使用的不是 ServerBootstrap 而是 Bootstrap
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();

            bootstrap.group(eventExecutors)
                    .channel(NioSocketChannel.class)
                    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
                            socketChannel.pipeline().addLast(new NettyClientHandler());
                        }
                    });
            System.out.println("客户端 ok !");
            // 启动客户端去连接服务端
            // 关于 ChannelFuture 要分析, 涉及到Netty的异步模型
            ChannelFuture sync = bootstrap.connect("127.0.0.1", 6668).sync();
            // 给关闭通道进行监听
            sync.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            eventExecutors.shutdownGracefully();
        }
    }

}

package com.dance.netty.netty.simple;

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;

import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class NettyClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    /**
     * 当通道被激活触发
     * @param ctx 上下文
     * @throws Exception 异常
     */
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("client ctx is " + ctx);
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("Hello 服务器!", StandardCharsets.UTF_8));
    }

    /**
     * 当有通道读取事件触发
     * @param ctx 上下文
     * @param msg 消息
     * @throws Exception 异常
     */
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf) msg;
        System.out.println("服务器回复的消息: " + byteBuf.toString(StandardCharsets.UTF_8));
        System.out.println("服务器地址: " + ctx.channel().remoteAddress());
    }

    /**
     * 异常
     * @param ctx 上下文
     * @param cause 异常
     * @throws Exception 异常
     */
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        ctx.close();
        cause.printStackTrace();
    }
}

server is ready......
ctx = ChannelHandlerContext(NettyServerHandler#0, [id: 0x565d4ec5, L:/127.0.0.1:6668 - R:/127.0.0.1:51028])
客户端发送的消息是: Hello 服务器!
客户端地址: /127.0.0.1:51028

客户端 ok !
client ctx is ChannelHandlerContext(NettyClientHandler#0, [id: 0xd0a47750, L:/127.0.0.1:51028 - R:/127.0.0.1:6668])
服务器回复的消息: Hello 客户端
服务器地址: /127.0.0.1:6668