netty/README.md · 我小叮当/be-kami

> 如果你想了解netty, 最好的方式是去阅读官方手册![netty guide](https://netty.io/wiki/user-guide-for-4.x.html)

### Reactor反应器模式

提及高性能网络编程肯定要提及Reactor反应器模式, 其由`Reactor反应器线程`, `Handlers处理器`两部分组成.

- Reactor反应器线程: 负责响应IO事件, 并将相应的事件分发给Handler进行处理
- Handlers处理器: 负责非阻塞的执行业务逻辑

整个的IO处理流程可以分为4步:

1. 通道注册
  IO源于通道, 一个IO事件一定属于某个通道, 如果要查询通道的事件, 需要将通道注册到选择器中, 之后IO事件就会被选择器查询到.
2. 轮询IO事件
  一个反应器会拥有一个线程, 不断的轮询, 查找选择器中的IO事件
3. 事件分发
  如果查询到IO事件就会分发给Handler业务处理器
4. 事件处理
  Handler完成业务处理

### Netty

#### 通道

Netty不直接使用java nio中的channel通道, 并且对于每一种通信协议都有对应的通道.
除了nio, netty还能处理oio. 并且每一种协议的通道都有nio和oio两个版本.

常见的通道:

- NioServerSocketChannel: 异步非阻塞TCP Socket服务器端监听通道
- NioDatagramChannel: 异步非阻塞的UDP传输通道
- NioSctpChannel: 异步非阻塞Sctp传输通道
- NioSctpServerChannel: 异步非阻塞Sctp服务器端监听通道

#### 反应器

在反应器模式中，一个反应器（或者SubReactor子反应器）会负责一个事件处理线程，不断地轮询，通过Selector选择器不断查询注册过的IO事件（选择键）。
如果查询到IO事件，则分发给Handler业务处理器。
Netty中的反应器有多个实现类，与Channel通道类有关系。
对应于`NioSocketChannel`通道，Netty的反应器类为：`NioEventLoop`。

#### Handler

Netty的handler分为两大类

- `ChannelInboundHandler`即入站处理器.
  触发的方向为：从通道到ChannelInboundHandler通道入站处理器。比如通过read方法从通道中读取数据
- `ChannelOutboundHandler`即出站处理器.
  触发的方向为：ChanneOutboundHandler通道出站处理器到通道的某次IO操作, 比如通过write方法将数据写入通道

#### 通道流水线

一个Netty通道拥有一条Handler处理器流水线. 入站处理器Handler的执行次序，是从前到后；出站处理器Handler的执行次序，是从后到前。

### Bootstrap的启动流程

- 第1步：创建反应器线程组，并赋值给ServerBootstrap启动器实例
    ```java
    EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
    EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
    ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
    serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
    ```
- 第2步：设置通道的IO类型
    ```java
    serverBootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class)
    ```

- 第3步：设置监听端口
    ```java
    serverBootstrap.localAddress(HOST, PORT)
    ```
- 第4步：设置传输通道的配置选项
    ```java
    serverBootstrap.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128);
    serverBootstrap.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
    ```
- 第5步：装配子通道的Pipeline流水线
    ```java
        serverBootstrap.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                            @Override
                            protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) {
                                socketChannel.pipeline().addLast(new DiscardServerHandler());
                            }
                        })
    ```
- 第6步：开始绑定服务器新连接的监听端口
    ```java
    ChannelFuture future = serverBootstrap.bind().sync();
    ```
- 第7步：自我阻塞，直到通道关闭
    ```java
    future.channel().closeFuture().sync();
    ```
- 第8步：关闭EventLoopGroup
    ```java
    bossGroup.shutdownGracefully();
    workerGroup.shutdownGracefully();
    ```

### EmbeddedChannel
在测试包下的TestHandler中我们使用了`EmbeddedChannel`通道, 其仅仅模拟入站和出站操作, 底层不进行实际的传输.
`EmbeddedChannel`的事件机制和处理流程和真正的传输通道是一样的.

### DiscardServer
  运行`DiscardServer`的main方法启动之后, 在终端中输入`telnet localhost 9090` 连接到该服务上去.
  这时候随便在终端中输入, 会看到控制台中打印相关信息.
  ![telnet](https://tech.nikolazhang.top/telnet.png)

### EchoServer 回显服务

这个服务与`DiscardServer`基本相同, 只不过在Handler中我们使用`writeAndFlush`将客户端输入的内容返回给客户端.
使用telnet连接该服务, 随便输入一些内容你会发现屏幕打印了你输入的内容, 千万不要以为是终端显示你输入的东西.

使用`<C+]>`输入d, 设置Telnet显示输入内容, 之后按Enter, 在输入内容你会发现显示的内容为双份. 一个是终端显示的, 一个是服务返回的.

### TimeClient TimeServer

以上两个例子, 都没有实现客户端.
这个例子中使用TimeServer作为服务端, 当通道激活时候, 发送当前的时间给客户端.
TimeClient作为客户端负责接收服务端的消息.
在`TimeServerHandler`中我们将当前时间戳传给客户端. 客户端处理器`TimeClientHandler`将其格式化为字符串显示.

### UserInfoServer UserInfoClient

基于json协议传输对象

- 使用`testJsonEncodeDecode`用于测试json编码解码
- `UserInfoServerDecoder` 为自定义的json解码器, 将字符串转为对象

### protobuf

如果你对protobuf传输协议不了解, 可以看`common`模块中的示例, 或者通过阅读官方文档快速掌握.
在`proto`包下我们使用了这种方式进行消息的编码和解码

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