深入理解Netty核心类及其作用

2023-05-17 20:05:43 理解核心作用

MessageToByteEncoder

MessageToByteEncoder是一个抽象编码器，子类可重写encode方法把对象编码为ByteBuf输出。

MessageToByteEncoder继承自ChannelOutboundHandlerAdapter，encode在出站是被调用。

public class MyMessageEncoder extends MessageToByteEncoder<MessagePO> {
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, MessagePO msg, ByteBuf out) throws Exception {
        System.out.println("MyMessageEncoder.encode，被调用");
        String JSON = jsONObject.toJSONString(msg);
        out.writeInt(json.getBytes(StandardCharsets.UTF_8).length);
        out.writeBytes(json.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    }
}

ByteToMessageDecoder

ByteToMessageDecoder是一种ChannelInboundHandler，可以称为解码器，负责将byte字节流(ByteBuf)转换成一种Message，Message是应用可以自己定义的一种Java对象。

ByteToMessageDecoder：用于将字节转为消息，需要检测缓冲区是否有足够的字节。

public class MyMessageDecoder extends ByteToMessageDecoder {
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {
        System.out.println("MyMessageDecoder.decode，被调用");
        while (in.readableBytes() >= 4){
            int num = in.readInt();
            System.out.println("解码出一个整数："+num);
            out.add(num);
        }
    }
}

ReplayingDecoder

ReplayingDecoder：继承自ByteToMessageDecoder，不需要检测缓冲区是否有足够的字节，但是ReplayingDecoder的速度略慢于ByteToMessageDecoder，而且并不是所有的ByteBuf都支持。

项目复杂度高用ReplayingDecoder，否则使用ByteToMessageDecoder。

public class MyMessageDecoder extends ReplayingDecoder<Void> {
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {
        System.out.println("MyMessageDecoder.decode，被调用");
        int length = in.readInt();
        byte[] content = new byte[length];
        in.readBytes(content);
        String json = new String(content,StandardCharsets.UTF_8);
        MessagePO po = JSONObject.parseObject(json,MessagePO.class);
        out.add(po);
    }
}

MessageToMessageEncoder

用于从一种消息编码为另外一种消息，例如从POJO到POJO，是一种ChannelOutboundHandler

MessageToMessageDecoder

从一种消息解码为另一种消息，例如POJO到POJO，是一种ChannelInboundHandler

MessageToMessageCodec

整合了MessageToMessageEncoder 和 MessageToMessageDecoder

public class RequestMessageCodec extends MessageToMessageCodec<String, RequestData> {
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, RequestData msg, List<Object> out) throws Exception {
        System.out.println("RequestMessageCodec.encode 被调用 " + msg);
        String json = JSONObject.toJSONString(msg);
        out.add(json);
    }
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, String msg, List<Object> out) throws Exception {
        System.out.println("RequestMessageCodec.decode 被调用 " + msg);
        RequestData po = JSONObject.parseObject(msg, RequestData.class);
        out.add(po);
    }
}

ChannelInitializer

ChannelInitializer是一种特殊的ChannelInboundHandler，可以通过一种简单的方式（调用initChannel方法）来初始化Channel。

通常在Bootstrap.handler(ChannelHandler) ， ServerBootstrap.handler(ChannelHandler) 和 ServerBootstrap.childHandler(ChannelHandler)中给Channel设置ChannelPipeline。

注意：当initChannel被执行完后，会将当前的handler从Pipeline中移除。

Bootstrap bootstrap = new Bootstrap().group(group)//设置线程组
    .channel(NIOSocketChannel.class)//设置客户端通道的实现类
    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
        @Override
        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
            ch.pipeline().addLast(new NettyClientHandler());//加入自己的处理器
        }
    });

ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap().group(bossGroup, workerGroup)
    .channel(NiOServerSocketChannel.class)//使用NioServerSocketChannel作为服务器的通道实现
    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)//设置线程队列等待连接的个数
    .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)//设置保持活动连接状态
//      .handler(null)//该Handler对应bossGroup
    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {//给workerGroup的EventLoop对应的管道设置处理器
        @Override
        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
            ch.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
        }
    });

SimpleChannelInboundHandler

SimpleChannelInboundHandler继承自ChannelInboundHandlerAdapter，可以通过泛型来规定消息类型。

处理入站的数据我们只需要实现channelRead0方法。

SimpleChannelInboundHandler在接收到数据后会自动release掉数据占用的Bytebuffer资源，ChannelInboundHandlerAdapter不会自动释放。

public class MyClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<MessagePO> {
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, MessagePO msg) throws Exception {
        System.out.println("收到服务端消息：" + msg);
    }
}

DefaultEventLoopGroup

在向pipline中添加ChannelHandler时，可以提供一个新的线程组，Handler业务会在该线程中执行。

当加ChannelHandler需要执行多线程并发业务时，DefaultEventLoopGroup可以派上大用处。

如果没有设置DefaultEventLoopGroup，默认使用的是EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

DefaultEventLoopGroup businessGroup = new DefaultEventLoopGroup(100);
...
addLast(businessGroup, new MyNettyServerHandler())


@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
    ByteBuf byteBuf = (ByteBuf) msg;
    System.out.println("收到客户信息：" + byteBuf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
    System.out.println("客户端地址：" + ctx.channel().remoteAddress());
    System.out.println("处理线程：" + Thread.currentThread().getName());
    ctx.executor().parent().execute(()->{
        try {
            System.out.println("parent().execute Thread = " + Thread.currentThread().getName());
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2L);
            System.out.println("parent任务执行完成1");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });
    ctx.executor().parent().execute(()->{
        try {
            System.out.println("parent().execute Thread = " + Thread.currentThread().getName());
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2L);
            System.out.println("parent任务执行完成2");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });
    ctx.executor().parent().execute(()->{
        try {
            System.out.println("parent().execute Thread = " + Thread.currentThread().getName());
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2L);
            System.out.println("parent任务执行完成3");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });
}

以上代码执行日志如下：

收到客户信息：Hello 服务端
客户端地址：/127.0.0.1:60345
处理线程：defaultEventLoopGroup-4-1
parent().execute Thread = defaultEventLoopGroup-4-2
parent().execute Thread = defaultEventLoopGroup-4-3
程序继续~~ defaultEventLoopGroup-4-1
parent().execute Thread = defaultEventLoopGroup-4-4
parent任务执行完成1
parent任务执行完成3
parent任务执行完成2

EventLoop定时任务

可以在Handler中通过方法ctx.channel().eventLoop().schedule()添加定时任务

ctx.channel().eventLoop().schedule(()->{
    try {
        System.out.println("Thread.currentThread().getName() = " + Thread.currentThread().getName());
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2L);
        System.out.println("定时任务执行完成");
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
},10L,TimeUnit.SECONDS);

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