如何通过Netty写出一个客户端和服务器?

Netty是一个提供 asynchronous event-driven (异步事件驱动)的网络应用框架，是一个用以快速开发高性能、高可靠性协议的服务器和客户端。换句话说，Netty 是一个 NIO 客户端服务器框架，使用它可以快速简单地开发网络应用程序，比如服务器和客户端的协议。Netty 大大简化了网络程序的开发过程比如 TCP 和 UDP 的 socket 服务的开发。 “快速和简单”并不意味着应用程序会有难维护和性能低的问题，Netty 是一个精心设计的框架，它从许多协议的实现中吸收了很多的经验比如 FTP、SMTP、HTTP、许多二进制和基于文本的传统协议.因此，Netty 已经成功地找到一个方式,在不失灵活性的前提下来实现开发的简易性，高性能，稳定性。推荐了解黑马程序员java培训课程。

围绕Netty 的核心架构，通过简单的示例带你快速入门。当你读完本章节，你马上就可以用 Netty 写出一个客户端和服务器。

开始之前

在开始之前我们先说明下开发环境，我们使用netty-4.1.30这个版本，jdk使用1.8及以上版本。

<dependency>
    <groupId>io.netty</groupId>
    <artifactId>netty-all</artifactId>
    <version>4.1.30.Final</version>
</dependency>

先来个丢弃服务

世上最简单的协议不是'Hello, World!' 而是 DISCARD(丢弃)。这个协议将会丢掉任何收到的数据，而不响应。 为了实现 DISCARD 协议，你只需忽略所有收到的数据。让我们从 handler (处理器)的实现开始，handler 是由Netty 生成用来处理 I/O 事件的。

先创建一个处理器

package com.netty.first;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
/**
* 处理服务端 channel.
*/
public class DiscardServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { // (1)
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) { // (2)
System.out.println(msg);
// 默默地丢弃收到的数据
((ByteBuf) msg).release(); // (3)
   }
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) { // (4)
// 当出现异常就关闭连接
cause.printStackTrace();
ctx.close();
   }
}

(1) DiscardServerHandler 继承自 ChannelInboundHandlerAdapter ，这个类实现了ChannelInboundHandler接口，ChannelInboundHandler提供了许多事件处理的接口方法，然后你可以覆盖这些方法。现在仅仅只需要继承ChannelInboundHandlerAdapter 类而不是你自己去实现接口方法。

(2)这里我们覆盖了chanelRead() 事件处理方法。每当从客户端收到新的数据时，这个方法会在收到消息时被调用，这个例子中，收到的消息的类型是 ByteBuf。

(3)为了实现DISCARD协议，处理器不得不忽略所有接收到的消息。ByteBuf是一个引用计数对象，这个对象必须显示地调用release() 方法来释放。请记住处理器的职责是释放所有传递到处理器的引用计数对象。通常， channelRead() 方法的实现就像下面的这段代码：

@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
    try {
// Do something with msg
   } finally {
ReferenceCountUtil.release(msg);
   }
}

(4)exceptionCaught()事件处理方法是当出现Throwable对象才会被调用，即当Netty由于IO错误或者处理器在处理事件时抛出的异常时。在大部分情况下，捕获的异常应该被记录下来并且把关联的 channel 给关闭掉。然而这个方法的处理方式会在遇到不同异常的情况下有不同的实现，比如你可能想在关闭连接之前发送一个错误码的响应消息。

编写服务端代码

目前为止一切都还不错，我们已经实现了DISCARD服务器的一半功能，剩下的需要编写一个main()方法来启动服务端的DiscardServerHandler 。

package com.netty.first;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
/**
* 丢弃任何进入的数据
*/
public class DiscardServer {
    private int port;
    public DiscardServer(int port) {
        this.port = port;
   }
    public void run() throws Exception {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); // (1)
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); // (2)
            b.group(bossGroup, workerGroup)
                   .channel(NioServerSocketChannel.class) // (3)
                   .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { // (4)
                        @Override
public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(new DiscardServerHandler());
                       }
                   })
                   .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)          // (5)
                   .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); // (6)
            // 绑定端口，开始接收进来的连接
            ChannelFuture f = b.bind(port).sync(); // (7)
             // 等待服务器 socket 关闭 。
            // 在这个例子中，这不会发生，但你可以优雅地关闭你的服务器。
            f.channel().closeFuture().sync();
       } finally {
            workerGroup.shutdownGracefully();
            bossGroup.shutdownGracefully();
       }
   }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int port;
        if (args.length > 0) {
            port = Integer.parseInt(args[0]);
       } else {
            port = 8080;
       }
        new DiscardServer(port).run();
   }
}

1、NioEventLoopGroup是用来处理I/O操作的多线程事件循环器，Netty提供了许多不同的EventLoopGroup的实现用来处理不同的传输。在这个例子中我们实现了一个服务端的应用，因此会有2个 NioEventLoopGroup 会被使用。第一个经常被叫做‘boss’，用来接收进来的连接。第二个经常被叫做‘worker’，用来处理已经被接收的连接，一旦‘boss’接收到连接，就会把连接信息注册到‘worker’上。如何知道多少个线程已经被使用，如何映射到已经创建的 Channel上都需要依赖于 EventLoopGroup 的实现，并且可以通过构造函数来配置它们的关系。

2、ServerBootstrap是一个启动NIO服务的辅助启动类。你可以在这个服务中直接使用 Channel，但是这会是一个复杂的处理过程，在很多情况下你并不需要这样做。3、这里我们指定使用NioServerSocketChannel类来举例说明一个新的 Channel 如何接收进来的连接。

4、这里的事件处理类经常会被用来处理一个最近的已经接收的Channel。ChannelInitializer是一个特殊的处理类，他的目的是帮助使用者配置一个新的Channel。也许你想通过增加一些处理类比如DiscardServerHandler 来配置一个新的 Channel 或者其对应的ChannelPipeline 来实现你的网络程序。当你的程序变的复杂时，可能你会增加更多的处理类到 pipline 上，然后提取这些匿名类到最顶层的类上。

5、你可以设置这里指定的Channel实现的配置参数。我们正在写一个TCP/IP的服务端，因此我们被允许设置socket的参数选项比如tcpNoDelay 和 keepAlive。请参考 ChannelOption 和详细的ChannelConfig实现的接口文档以此可以对ChannelOption 的有一个大概的认识。

6、你关注过 option() 和 childOption() 吗?option() 是提供给NioServerSocketChannel 用来接收进来的连接。childOption() 是提供给由父管道 ServerChannel接收到的连接，在这个例子中也是 NioServerSocketChannel。

7、我们继续，剩下的就是绑定端口然后启动服务。这里我们在机器上绑定了机器所有网卡上的8080端口。当然现在你可以多次调用bind() 方法(基于不同绑定地址)。恭喜!你已经熟练地完成了第一个基于 Netty 的服务端程序。

查看收到的数据

现在我们已经编写出我们第一个服务端，我们需要测试一下它是否真的可以运行。最简单的测试方法是用telnet命令。例如，你可以在命令行上输入telnet localhost 8080或者其他类型参数。

在telnet终端中输入任意字符，服务端向控制台输出信息。证明服务端接收到客户端发送的消息了。但是我们并不能看到服务端接收到了什么东西，我们可以把channelRead方法改成如下内容：

@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) { // (2)
    //System.out.println(msg);
    ByteBuf message = (ByteBuf) msg;
    System.out.println(message.toString(CharsetUtil.US_ASCII));
    // 默默地丢弃收到的数据
   ((ByteBuf) msg).release(); // (3)
}

这样控制台就可以看到客户端发送的数据了。

写个应答服务器

到目前为止，我们虽然接收到了数据，但没有做任何的响应。然而一个服务端通常会对一个请求作出响应。让我们学习怎样在ECHO协议的实现下编写一个响应消息给客户端，这个协议针对任何接收的数据都会返回一个响应。

和 discard server 唯一不同的是把在此之前我们实现的channelRead()方法，返回所有的数据替代打印接收数据到控制台上的逻辑。因此，需要把channelRead()方法修改如下：

@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
    ctx.write(msg); // (1)
    ctx.flush(); // (2)
}

(1)ChannelHandlerContext对象提供了许多操作，使你能够触发各种各样的I/O事件和操作。这里我们调用了write(Object) 方法来逐字地把接受到的消息写入。请注意不同于DISCARD的例子我们并没有释放接受到的消息，这是因为当写入的时候 Netty 已经帮我们释放了。

(2)ctx.write(Object)方法不会使消息写入到通道上，它被缓冲在了内部，你需要调用 ctx.flush() 方法来把缓冲区中数据强行输出。或者你可以用更简洁的cxt.writeAndFlush(msg)以达到同样的目的。

如果你再一次运行telnet命令，你会看到服务端会发回一个你已经发送的消息。

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