Netty核心模块组件

Bootstrap ServerBootstrap

Bootstrap 意思是引导，一个 Netty 应用通常由一个 Bootstrap 开始，主要作用是配置整个 Netty 程序，串联各个组件，Netty 中Bootstrap类是客户端程序的启动引导类。ServerBootstrap是服务端启动引导类

常见的方法有

• public ServerBootstrap group(EventLoopGroup parentGroup, EventLoopGroupchildGroup)，该方法用于服务器端，用来设置两个 EventLoop
• public B group(EventLoopGroup group) ，该方法用于客户端，用来设置一个 EventLoop
• public B channel(Class<? extends C> channelClass)，该方法用来设置一个服务器端的通道实现
• public <T> B option(ChannelOption<T> option, T value)，用来给 ServerChannel 添加配置
• public <T> ServerBootstrap childOption(ChannelOption<T> childOption, T value)，用来给接收到的通道添加配置
• public B handler(ChannelHandler handler) ，该方法用来设置BoosGroup处理类(w使用自定义的handler)
• public ServerBootstrap childHandler(ChannelHandlerchildHandler)，该方法用来设置业务处理类(workerGroup使用自定义的handler)
• public ChannelFuture bind(int inetPort) ，该方法用于服务器端，用来设置占用的端口号
• public ChannelFuture connect(String inetHost, int inetPort) ，该方法用于客户端，用来连接服务器端

Future ChannelFuture

Netty 中所有的 IO 操作都是异步的，不能立刻得知消息是否被正确处理。但是可以过一会等它执行完成或 者直接注册一个监听，具体的实现就是通过 Future 和ChannelFuture，他们可以注册一个监听，当操作执行成功 或失败时监听会自动触发注册的监听事件

Future是一个接口，ChannelFuture实现该接口。Future继承JUC中的Future。

常见的方法有

• Channel channel(); 返回当前正在进行 IO 操作的通道
• ChannelFuture closeFuture(); 关闭ChannelFuture
• ChannelFuture sync(); 等待异步操作执行完毕

Channel

Netty 网络通信的组件，能够用于执行网络 I/O 操作。

通过Channel可获得当前网络连接的通道的状态

通过Channel可获得网络连接的配置参数(例如接收缓冲区大小)。

Channel 提供异步的网络 I/O 操作(如建立连接，读写，绑定端口)，异步调用意味着任何 I/O 调用都将立即返回，并且不保证在调用结束时所请求的 I/O 操作已完成。

调用立即返回一个 ChannelFuture 实例，通过注册监听器到 ChannelFuture 上，可以 I/O 操作成功、失败或取 消时回调通知调用方

支持关联 I/O 操作与对应的处理程序

不同协议、不同的阻塞类型的连接都有不同的 Channel 类型与之对应，常用的 Channel 类型:

• NioSocketChannel，异步的客户端 TCP Socket 连接。
• NioServerSocketChannel，异步的服务器端 TCP Socket 连接。
• NioDatagramChannel，异步的 UDP 连接。
• NioSctpChannel，异步的客户端 Sctp 连接。
• NioSctpServerChannel，异步的 Sctp 服务器端连接，这些通道涵盖了 UDP 和 TCP 网络 IO 以及文件 IO。

HTTP协议就属于TCP/IP协议家族中的一员

Selector

Netty 基于 Selector 对象实现 I/O 多路复用，通过 Selector 一个线程可以监听多个连接的 Channel 事件。

当向一个 Selector 中注册 Channel 后，Selector 内部的机制就可以自动不断地查询(Select) 这些注册的 Channel 是否有已就绪的 I/O 事件(例如可读，可写，网络连接完成等)，这样程序就可以很简单地使用一个线程高效地管理多个 Channel。

ChannelHandler及其实现类

ChannelHandler 是一个接口，处理 I/O 事件或拦截 I/O 操作，并将其转发到其 ChannelPipeline(业务处理链) 中的下一个处理程序。

ChannelHandler 本身并没有提供很多方法，因为这个接口有许多的方法需要实现，方便使用期间，可以继承它的子类

ChannelHandler 及其实现类一览图

• ChannellInboundHandler 用于处理入站I/O事件。

• ChannelOutboundHandler用于处理出站I/O操作。

适配器

• ChannelInboundHandlerAdapter用于处理入站I/O事件
• ChannelOutboundHandlerAdapter用于处理出站I/O操作。
• ChannelDuplexHandler 用于处理入站和出站事件。

我们查看我们自己自定义的handler可以发现

SimpleChannelInboundHandler继承ChannelInboundHandlerAdapter继承ChannelHandlerAdapter

ChannelHandlerAdapter implements ChannelHandler是它的实现类

也就是说我们这自定义的Hanlder都是ChannelHandler的实现类。

我们经常需要自定义一个 Handler 类去继承ChannelInboundHandlerAdapter，然后通过重写相应方法实现业务逻辑，我们接下来看看一般都需要重写哪些方法

• channelRegistered() 通道注册事件
• channelUnregistered() 通道未注册事件
• channelActive() 通道就绪事件
• channelInactive() 通道不活动状态
• channelRead() 通道读取数据事件
• channelReadComplete() 通道读取完毕事件
• exceptionCaught() 通道发现异常事件
• handlerAdded() handler被加入事件
• handlerRemoved()` handler被移除事件

Pipeline ChannelPipeline

ChannelPipeline 是一个重点

ChannelPipeline 是一个 Handler 的集合，它负责处理和拦截 inbound 或者 outbound 的事件和操作，相当于 一个贯穿 Netty 的链。(也可以这样理解:ChannelPipeline 是保存 ChannelHandler 的 List，用于处理或拦截 Channel 的入站事件和出站操作)

ChannelPipeline 实现了一种高级形式的拦截过滤器模式，使用户可以完全控制事件的处理方式，以及 Channel 中各个的 ChannelHandler 如何相互交互

在 Netty 中每个 Channel 都有且仅有一个 ChannelPipeline 与之对应，它们的组成关系如下

一个Channel包含了一个ChannelPipeline（实际上使用的是DefaultChannelPipeline），而ChannelPipeline 中又维护了一个由ChannelHandlerContext（实际上使用的是DefaultChannelHandlerContext）组成的双向链表，并且每个ChannelHandlerContext中又关联着一个 ChannelHandler。

入站事件和出站事件在一个双向链表中，入站事件会从链表head往后传递到最后一个入站的handler，出站事件会从链表tail往前传递到最前一个出站的handler，两种类型的handler互不干扰

• ChannelPipeline addFirst(ChannelHandler... handlers)，把一个业务处理类(handler)添加到链中的第一个位置

• ChannelPipeline addLast(ChannelHandler... handlers)，把一个业务处理类(handler)添加到链中的最后一个位置

ChannelHandlerContext

保存 Channel 相关的所有上下文信息，同时关联一个 ChannelHandler 对象

即ChannelHandlerContext中包含一个具体的事件处理器 ChannelHandler，同时ChannelHandlerContext 中也绑定了对应的 Pipeline（pipeline方法） 和 Channel（channel方法） 的信息，方便对 ChannelHandler 进行调用。

常用方法

• ChannelFuture close() 关闭通道
• ChannelOutboundInvoke flush() 刷新
• ChannelFuture writeAndFlus(Object msg) 将数据写到ChannelPipeline中当前ChannelHandler的下一个ChannelHandler开始处理（出站）

ChannelOption

Netty 在创建 Channel 实例后,一般都需要设置 ChannelOption 参数。

参数如下：

ChannelOption.SO_BACKLOG：对应TCP/IP协议listen函数中的backlog参数，用来初始化服务器可连接队列大小。服务端处理客户端连接请求是顺序处理的，所以同一时间只能处理一个客户端连接。多个客户端来的时候，服务端将不能处理客户端连接请求放在队列中等待处理，backlog参数指定了队列的大小。

ChannelOption.SO_KEEPALIVE：一直保持连接活动状态

EventLoopGroup NioEventLoopGroup

EventLoopGroup 和其实现类 NioEventLoopGroup

EventLoopGroup 是一组 EventLoop 的抽象，Netty 为了更好的利用多核 CPU 资源，一般会有多个 EventLoop同时工作，每个 EventLoop 维护着一个 Selector 实例。

EventLoopGroup 提供 next 接口，可以从组里面按照一定规则获取其中一个 EventLoop 来处理任务。在 Netty 服务器端编程中，我们一般都需要提供两个 EventLoopGroup，例如:BossEventLoopGroup 和 WorkerEventLoopGroup。

通常一个服务端口即一个ServerSocketChannel对应一个Selector和一个EventLoop线程。BossEventLoop负责 接收客户端的连接并将 SocketChannel 交给 WorkerEventLoopGroup 来进行 IO 处理，如下图所示：

常用方法：

• public NioE ventLoopGroup() 构造方法
• public Future<?> shutdownGracefully()断开连接，关闭线程