『互联网架构』软件架构-netty线程模型源码（55）

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netty其实针对nio做了封装，其实最核心的就是BOOS线程和WORK线程。有人了解netty3 有人了解netty4，其实这2个差别并不大。其实netty就是高性能的事件驱动型的NIO框架。
源码：https://github.com/limingios/netFuture/tree/master/源码/『互联网架构』软件架构-io与nio线程模型reactor模型（上）（53）/nio

（一）netty架构

这次要说netty3，目前dubbo，google，facebook的RPC框架都是基于netty3实现的。目前netty已经到5了。

• 主要分为五個部分
  1.Core是核心层，netty最以为傲的东西，Extensible Event Model可扩展的基于拦截器链式实现的。
  2.Universal Communication API 统一的通信API，主要是对NIO，BIO统一的封装
  3.Zero-Copy-Capable Rich Byte Buffer 0拷贝的
  4.Transport Services 传输层服务
  5.Protocol Support 应用层协议支持

• 模块组件

  
  

1.bootstrap Netty服务端及客户端启动类
2.buffer 缓冲相关，对NIO Buffer做了一些优化、封装
3.channel 处理客户端与服务端之间的连接通道
4.container 连接其他容器的代码，例如Spring
5.handler 实现协议编解码等附加功能
6.logging 日志
7.util工具类

• netty中的主从线程模型

使用EventLoop来处理连接上的读写事件，而一个连接上的所有请求都保证在一个EventLoop中被处理，一个EventLoop中只有一个Thread，所以也就实现了一个连接上的所有事件只会在一个线程中被执行。一个EventLoopGroup包含多个EventLoop，可以把一个EventLoop当做是Reactor线程模型中的一个线程。

举个例子吧：在Netty的里面有一个Boss，他开了一家公司（开启一个服务端口）对外提供业务服务，它手下有一群做事情的workers。Boss一直对外宣传自己公司提供的业务，并且接受(accept)有需要的客户(client)，当一位客户找到Boss说需要他公司提供的业务，Boss便会为这位客户安排一个worker，这个worker全程为这位客户服务（read/write）。如果公司业务繁忙，一个worker可能会为多个客户进行服务。这就是Netty里面Boss和worker之间的关系。

Server.java

import java.net.InetSocketAddress;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

import org.jboss.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import org.jboss.netty.channel.ChannelPipeline;
import org.jboss.netty.channel.ChannelPipelineFactory;
import org.jboss.netty.channel.Channels;
import org.jboss.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannelFactory;
import org.jboss.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import org.jboss.netty.handler.codec.string.StringEncoder;
/**
 * netty服务端
 * @author idig8.com
 */
public class Server {

    public static void main(String[] args) {

        //  服务类
        ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
        
        //  boss线程，主要监听端口和获取worker线程及分配socketChannel给worker线程
        ExecutorService boss = Executors.newCachedThreadPool();
        //  worker线程负责数据读写
        ExecutorService worker = Executors.newCachedThreadPool();
        
        //  设置niosocket工厂
        bootstrap.setFactory(new NioServerSocketChannelFactory(boss, worker));
        
        //  设置管道的工厂
        bootstrap.setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {
            
            @Override
            public ChannelPipeline getPipeline() throws Exception {
                ChannelPipeline pipeline = Channels.pipeline();
                // 管道过滤器
                pipeline.addLast("decoder", new StringDecoder());
                pipeline.addLast("encoder", new StringEncoder());
                pipeline.addLast("myServerMessageHandler", new MyServerMessageHandler());
                return pipeline;
            }
        });
        
        // 服务类绑定端口
        bootstrap.bind(new InetSocketAddress(7777));
        
        System.out.println("服务端启动...");
        
    }

}

处理的handler

import org.jboss.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import org.jboss.netty.channel.ChannelStateEvent;
import org.jboss.netty.channel.ExceptionEvent;
import org.jboss.netty.channel.MessageEvent;
import org.jboss.netty.channel.SimpleChannelHandler;
/**
 * 消息处理类
 * @author idig8.com
 */
public class MyServerMessageHandler extends SimpleChannelHandler {

    /**
     * 接收消息
     */
    @Override
    public void messageReceived(ChannelHandlerContext ctx, MessageEvent e) throws Exception {
        System.out.println("messageReceived");
        
        String s = (String) e.getMessage();
        System.out.println("服务端收到数据："+s);
        
        //回写数据给客户端
        ctx.getChannel().write("hello...");
        super.messageReceived(ctx, e);
    }

    /**
     * 异常处理
     */
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, ExceptionEvent e) throws Exception {
        System.out.println("exceptionCaught");
        super.exceptionCaught(ctx, e);
    }

    /**
     * 获取新连接事件
     */
    @Override
    public void channelConnected(ChannelHandlerContext ctx, ChannelStateEvent e) throws Exception {
        System.out.println("channelConnected");
        super.channelConnected(ctx, e);
    }

    /**
     * 关闭通道的时候触发 （必须是链接已经建立）
     */
    @Override
    public void channelDisconnected(ChannelHandlerContext ctx, ChannelStateEvent e) throws Exception {
        System.out.println("channelDisconnected");
        super.channelDisconnected(ctx, e);
    }

    /**
     * 通道关闭的时候触发
     */
    @Override
    public void channelClosed(ChannelHandlerContext ctx, ChannelStateEvent e) throws Exception {
        System.out.println("channelClosed");
        super.channelClosed(ctx, e);
    }
}

• 处理流程
  1.标记nio selector唤醒状态（wakeUp状态位，true有请求，false没有请求）
  2.Selector（注册）
  3.处理任务队列
  4.处理自己的业务（客户端的读写请求等）

• dubbo底层

  
  

• netty启动一个服务所经过的流程
  1.设置boss线程 和 worker线程，boss安排，worker干活，让他们入厂，准备由boss安排worker干活。
  2.设置启动类参数，最重要的就是设置channel。
  3.创建server对应的channel，创建各大组件，包括ChannelConfig,ChannelId,ChannelPipeline,ChannelHandler,Unsafe。
  4.初始化server对应的channel，设置一些attr，option，以及设置子channel的attr，option，给server的channel添加新channel接入器，并出发addHandler,register等事件。
  5.调用到jdk底层做端口绑定，并触发active事件，active触发的时候，真正做服务端口绑定。

PS：Netty是Java程序员进阶的必备神奇。随着网站规模的不断扩大，系统并发访问量也越来越高，传统基于 Tomcat 等 Web 容器的垂直架构已经无法满足需求，需要拆分应用进行服务化，以提高开发和维护效率。从组网情况看，垂直的架构拆分之后，系统采用分布式部署，各个节点之间需要远程服务调用，高性能的 RPC 框架必不可少，Netty 作为异步高性能的通信框架，往往作为基础通信组件被这些 RPC 框架使用。