使用Netty搭建服务端和客户端过程详解

前言

前面我们介绍了网络一些基本的概念，虽然说这些很难吧，但是至少要做到理解吧。有了之前的基础，我们来正式揭开Netty这神秘的面纱就会简单很多。

服务端

public class PrintServer {

public void bind(int port) throws Exception {
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();           //1
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();          //2
try {
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();             //3
b.group(bossGroup, workerGroup)                   //4
.channel(NioServerSocketChannel.class)           //5
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)           //6
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {   //7
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new PrintServerHandler());
}
});

ChannelFuture f = b.bind(port).sync();       //8

f.channel().closeFuture().sync();          //9
} finally {
// 优雅退出，释放线程池资源
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}

/**
* @param args
* @throws Exception
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
int port = 8080;
new TimeServer().bind(port);
}
}

我们来分析一下上面的这段代码（下面的每一点对应上面的注释）

1~2：首先我们创建了两个NioEventLoopGroup实例，它是一个由Netty封装好的包含NIO的线程组。为什么创建两个？我想经过前面的学习大家应该都清楚了。对，因为Netty的底层是IO多路复用，bossGroup 是用于接收客户端的连接，原理就是一个实现的Selector的Reactor线程。而workerGroup用于进行SocketChannel的网络读写。

3：创建一个ServerBootstrap对象，可以把它想象成Netty的入口，通过这类来启动Netty，将所需要的参数传递到该类当中，大大降低了的开发难度。

4：将两个NioEventLoopGroup实例绑定到ServerBootstrap对象中。

5：创建Channel（典型的channel有NioSocketChannel，NioServerSocketChannel，OioSocketChannel，OioServerSocketChannel，EpollSocketChannel，EpollServerSocketChannel），这里创建的是NIOserverSocketChannel，它的功能可以理解为当接受到客户端的连接请求的时候，完成TCP三次握手，TCP物理链路建立成功。并将该“通道”与workerGroup线程组的某个线程相关联。

6：设置参数，这里设置的SO_BACKLOG，意思是客户端连接等待队列的长度为1024.

7：建立连接后的具体Handler。就是我们接受数据后的具体操作，例如：记录日志，对信息解码编码等。

8：绑定端口，同步等待成功

9：等待服务端监听端口关闭

绑定该服务端的Handler

public class PrintServerHandler extends ChannelHandlerAdapter {

@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg)
throws Exception {
ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;                    //1
byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];
buf.readBytes(req); //将缓存区的字节数组复制到新建的req数组中
String body = new String(req, "UTF-8");
System.out.println(body);
String response= "打印成功";
ByteBuf resp = Unpooled.copiedBuffer(response.getBytes());
ctx.write(resp);                          //2
}

@Override
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
ctx.flush();                            //3
}

@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
ctx.close();
}
}

PrintServerHandler 继承 ChannelHandlerAdapter ，在这里它的功能为 打印客户端发来的数据并且返回客户端打印成功。

我们只需要实现channelRead，exceptionCaught，前一个为接受消息具体逻辑的实现，后一个为发生异常后的具体逻辑实现。

1：我们可以看到，接受的消息被封装为了Object ，我们将其转换为ByteBuf ，前一章的讲解中也说明了该类的作用。我们需要读取的数据就在该缓存类中。

2~3：我们将写好的数据封装到ByteBuf中，然后通过write方法写回到客户端，这里的3调用flush方法的作用为，防止频繁的发送数据，write方法并不直接将数据写入SocketChannel中，而是把待发送的数据放到发送缓存数组中，再调用flush方法发送数据。

客户端

public class PrintClient {

public void connect(int port, String host) throws Exception {
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();         //1
try {
Bootstrap b = new Bootstrap();               //2
b.group(group)                       //3
.channel(NioSocketChannel.class)            //4
.option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)        //5
.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {   //6
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch)
throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new PrintClientHandler());
}
});

ChannelFuture f = b.connect(host, port).sync();       //7
f.channel().closeFuture().sync();              //8
} finally {
// 优雅退出，释放NIO线程组
group.shutdownGracefully();
}
}

/**
* @param args
* @throws Exception
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
int port = 8080;
new TimeClient().connect(port, "127.0.0.1");
}
}

我们继续来分析一下上面的这段代码（下面的每一点对应上面的注释）

1：区别于服务端，我们在客户端只创建了一个NioEventLoopGroup实例，因为客户端你并不需要使用I/O多路复用模型，需要有一个Reactor来接受请求。只需要单纯的读写数据即可

2：区别于服务端，我们在客户端只需要创建一个Bootstrap对象，它是客户端辅助启动类，功能类似于ServerBootstrap。

3：将NioEventLoopGroup实例绑定到Bootstrap对象中。

4：创建Channel（典型的channel有NioSocketChannel，NioServerSocketChannel，OioSocketChannel，OioServerSocketChannel，EpollSocketChannel，EpollServerSocketChannel），区别与服务端，这里创建的是NIOSocketChannel.

5：设置参数，这里设置的TCP_NODELAY为true，意思是关闭延迟发送，一有消息就立即发送，默认为false。

6：建立连接后的具体Handler。注意这里区别与服务端，使用的是handler()而不是childHandler()。handler和childHandler的区别在于，handler是接受或发送之前的执行器；childHandler为建立连接之后的执行器。

7：发起异步连接操作

8：当代客户端链路关闭

绑定该客户端的Handler

public class PrintClientHandler extends ChannelHandlerAdapter {

private static final Logger logger = Logger
.getLogger(TimeClientHandler.class.getName());

private final ByteBuf firstMessage;

/**
* Creates a client-side handler.
*/
public TimeClientHandler() {
byte[] req = "你好服务端".getBytes();
firstMessage = Unpooled.buffer(req.length);                 //1
firstMessage.writeBytes(req);

}

@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
ctx.writeAndFlush(firstMessage);                      //2
}

@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg)       //3
throws Exception {
ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];
buf.readBytes(req);
String body = new String(req, "UTF-8");
System.out.println("服务端回应消息 : " + body);
}

@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {  //4
// 释放资源
System.out.println("Unexpected exception from downstream : "
+ cause.getMessage());
ctx.close();
}
}

PrintClientHandler 继承 ChannelHandlerAdapter ，在这里它的功能为 发送数据并打印服务端发来的数据。

我们只需要实现channelActive，channelRead，exceptionCaught，第一个为建立连接后立即执行，后两个与一个为接受消息具体逻辑的实现，另一个为发生异常后的具体逻辑实现。

1：将发送的信息封装到ByteBuf中。

2：发送消息。

3：接受客户端的消息并打印

4：发生异常时，打印异常信息，释放客户端资源

总结

这是一个入门程序，对应前面所讲的I/O多路复用模型以及NIO的特性，能很有效的理解该模式的编程方式。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助

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