Netty 学习笔记

            本文主要记录学习Netty 的过程中的各种问题以及自己的心得记录

一、先总体认识一下Netty 用到的组件以及在整个架构中是如何协调工作的，必不可少的组件包括：

BootStrap/ServerBootStrap       分别对应客户端以及服务器端，用来配置整个Netty 程序，串联各个组件，一个Netty 程序也是由这部分开启

Handler 为了支持各种协议和处理数据的方式，支持协议主要说的是解析bytebuf到可以解析的说句，handler主要用来处理各种事件，包括连接，数据接收，异常或者数据装换等，在Netty 中，通讯的双方建立连接后，会将数据按照ByteBuf的方式进行传输，也就是说传输都是字节，用的抽象形式就是ByteBuf，例如http协议中，服务端就是通过Netty 提供的HttpRequestDecoder对输入的ByteBuf字节数据流进行处理，转换为http对象，同时在输出的时候，通过HttpResponseEncoder将输出的http对象编码成ByteBuf字节数据流输出，同理客户端使用的是HttpRequestEncoder以及HttpResponseDecoder

EventLoop的目的是用来为channel处理IO操作，采用事件通知机制，一个EventLoop可以为多个Channel服务， EventLoopGoop中包括多个EventLoop，Channel就是一个Socket连接，或者其它和IO操作相关的组件

Future，在Netty 中所有的IO操作都是异步的，因此，在调用方法后不能立刻得到正确或者错误的返回，但是可以通过执行sync方法，等待到方法的返回，或者直接注册监听，通过回调的方式，Netty 会在操作执行完成后自动触发回调，所有的操作都会返回一个ChannelFuture

Netty 是一个非阻塞的，事件驱动的，网络编程框架，Netty 也会用线程来处理IO事件，一个Channel对应一个EventLoop，一个EventLoop会对应多个Channel，一个EventLoop对应一个线程，也就是一个线程可以处理多个Channel ，这也就是JAVA NIO的核心设计

如上图，很形象的表达了Channel是如何注册到EventLoop的，当一个连接到达，Netty 会注册一个channel，这个channel就表示客户端和服务端的连接，Netty 会使用EventLoopGroup（bossGroup）从另外一个EventLoopGroup（workerGroup）中分配一个EventLoop来绑定到channel，当然可以看到是循环从workerGroup中取出来EventLoop，所以这就是为什么一个EventLoop会对应多个Channel，在这个channel的整个生命周期过程中，都会由这个EventLoop来为它服务，而这个EventLoop实际上就是一个无线循环的事件驱动线程

EventLoop实际上继承了ScheduledExecutorService接口，在java的concurrent包里面是提供了ScheduledExecutorService接口的实现，而Netty 框架同样实现了ScheduledExecutorService接口，但是是内部代码实现了接口，同样提供定时任务的执行，所以说EventLoop本身是支持定时任务的执行，不是依靠的jdk的实现（不是注入jdk的ScheduledExecutorService的实现），而是自己编写的实现，通过ScheduledExecutorService接口能明确该类具有定时任务的功能

客户端的Bootstrap 一般用一个EventLoopGroup， 而服务端的ServerBootStrap会用到两个，第一个EventLoopGroup专门负责分配eventLoop给channel，负责两者关系的绑定，而第二个EventLoopGroup用来处理channel后续的整个生命周期的通信过程。（真正处理的是EventLoopGroup中的eventLoop），如果服务端仅由一个EventLoopGroup来处理所有请求和连接，在并发量很大的情况下，这个EventLoopGroup有可能会忙于处理已经接收到的连接而不能及时处理新的连接请求，如果使用两个EventLoopGroup，使用专门的线程来处理连接过程，不会导致请求超时的情况，大大提高了并发处理能力，由于eventLoop的事件通知机制，减少了BIO模型下每个线程为单独的socket的等待时间

在使用Netty 开发应用程序的时候，最重要的就是ChannelHandler，数据在一个ChannlePipleline，其中需要完成的编码解码，用户操作等都是channelHandler，数据流都会经过每一个channlehandler并且被这个handler处理，ChannelHandler分为两种ChannelOutboundHandler和ChannleInboundHandler，这两个接口分别对应了两个数据流向

如果数据是从外部流入应用程序，这是inbound

如果数据是从应用程序流到外部，这是outbound

一个channelpipeline可以将两种handler混合在一起，数据写进来的时候，传到第一个inboundhandler，再继续下一个inbound

数据写出去的时候，从最后一个outhandler，再继续从前一个outhandler

在channelpipeline中是混合了两种handler，因为handler实现的接口不同，一个是处理入，一个是处理出，所以对于inbound event，Netty 会自动跳过outboundhandler，对于outbound event，Netty 会自动跳过inboundhandler

三种最常用的ChannelHandler

Encoders和Decoders

因为在网络传输时只能传输字节流，因为，在发送数据之前，必须将应用程序内部的message转换为bytes，对应的，在接受到数据后，必须将接受到的bytes转换成message，这个message可以是String，这样就需要StringEncoder和StringDecoder，如果是Java对象，则需要编写对应的encoder和decoder

decoder-解码，将bytes解析称为可以认识的对象，通过channelreader方法，在这个方法中调用具体的decode方法解码传递过来的字节流，再通过调用

channelHandlerContext.fireChannelRead方法将解码后的对象传递给下一个handler

下一个handler就是应用程序最关心的逻辑handler了，真正的业务逻辑则是处理这个接受到的数据，Netty 提供一个最常用的基础类SimpleChannelInboundHandler<T>，

其中这个泛型T就是这个业务逻辑Handler需要处理的数据类型（上一个解码的handler已经处理好了），消息达到这个handler后，Netty 框架会自动调用这个Handler的

channelRead0（ChannelHandlerContext， T）方法， T就是解码后传递过来的数据，所以应用程序只需要关注如何在这个handler里面编写业务逻辑了。