【Netty】第一个Netty应用

一、前言

　　前面已经学习完了Java NIO的内容，接着来学习Netty，本篇将通过一个简单的应用来了解Netty的使用。

二、Netty应用

　　2.1 服务端客户端框架图

　　下图展示了Netty中服务端与客户端在之间的关系，客户端连接至服务器，然后两者之间互相通信，服务器可连接多个客户端。

　　2.2 服务端

　　服务端主要包含两部分内容，分为引导和实现服务器处理器。引导用于设置端口号等信息，处理器主要是用于处理用户自定义逻辑。

　　1. 引导服务端

　　引导服务端类名为EchoServer，其代码如下　

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;

import java.net.InetSocketAddress;

public class EchoServer {
    private int port;

    public EchoServer(int port) {
        this.port = port;
    }

    public void start() throws Exception {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            b.group(group)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .localAddress(new InetSocketAddress(port))
                    .childHandler(new ChannelInitializer() {
                        @Override
                        public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(new EchoServerHandler());
                        }
                    });
            // 绑定端口，开始接收连接
            ChannelFuture f = b.bind().sync();
            System.out.println("Server start listen at " + port);
            // 等待服务器socket关闭
            f.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int port;
        if (args.length > 0) {
            port = Integer.parseInt(args[0]);
        } else {
            port = 8080;
        }
        new EchoServer(port).start();
    }
}

　　说明：其流程大致如下

　　① 创建NioEventLoopGroup实例来处理事件，如接受连接，读写数据等。

　　② 创建ServerBootstrap实例。

　　③ 指定服务端绑定的端口。

　　④ 设置childHandler来处理每一次连接。

　　⑤ 使用ServerBootstrap的bind方法进行绑定并同步直至其完成绑定。

　　2. 实现服务端逻辑

　　从代码来看引导服务器只是完成了服务端的创建，如指定端口和处理器等，并未涉及到服务端的具体逻辑，其具体业务逻辑可以在处理器中完成，处理器需要继承ChannelInboundHandlerAdapter，本实例中处理器为EchoServerHandler，其代码如下　

package com.hust.grid.leesf.chapter2;

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.ByteBufUtil;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelFutureListener;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;

public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
        ByteBuf bb = (ByteBuf) msg;
        bb.markReaderIndex();
        System.out.println("Server received: " + ByteBufUtil
                .hexDump(bb.readBytes(bb.readableBytes())));
        bb.resetReaderIndex();
        ctx.write(msg);
    }

    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) {
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER)
                .addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
    }

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

　　说明：当服务器接受到消息后，channelRead方法会被调用，具体消息为msg，用户可以对该消息进行处理，本例中首先将接收的消息进行转化后打印，然后将消息写入ctx中，其中值得注意的是需要标记读索引，然后恢复，否则写入的数据为空。channelReadComplete将之前写入客户端的消息刷新，待操作完成后关闭。exceptionCaught方法则会捕捉处理中的异常。

　　2.3 客户端

　　客户端部分的逻辑同服务器类似，也包含引导客户端和实现客户端处理器两部分，客户端连接服务端，并且接收服务端的消息，关闭连接等。

　　1. 引导客户端

　　引导客户端类名为EchoClient，其代码如下　　

package com.hust.grid.leesf.chapter2;

import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;

import java.net.InetSocketAddress;

public final class EchoClient {

    private String host;
    private int port;

    public EchoClient(String host, int port) {
        this.host = host;
        this.port = port;
    }

    public void start() throws Exception {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        try {
            Bootstrap b = new Bootstrap();
            b.group(group)
                    .channel(NioSocketChannel.class)
                    .remoteAddress(new InetSocketAddress(host, port))
                    .handler(new ChannelInitializer() {
                        @Override
                        public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(new EchoClientHandler());
                        }
                    });

            // 启动客户端
            ChannelFuture f = b.connect().sync();
            // 直到连接关闭
            f.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String host = "127.0.0.1";
        int port = 8080;
        if (args.length == 2) {
            host = args[0];
            port = Integer.parseInt(args[1]);
        }

        new EchoClient(host, port).start();
    }
}

　　说明：其引导部分与服务端非常类似，流程非常类似，其给出了服务端的地址和端口号，Bootstrap的connect函数将会根据指定的地址和端口号连接服务器。

　　2. 实现客户端逻辑

　　本部分完成用户实际的业务逻辑，本例中的EchoClientHandler继承SimpleChannelInboundHandler，需要重写如下三个函数

　　　　· channelActive函数，在建立了与服务端的连接后该函数被调用。

　　　　· channelRead0函数，当接收到服务端发送来的消息后被调用。

　　　　· exceptionCaught函数，当处理发生异常时被调用。

　　EchoClientHandler的代码如下　　

package com.hust.grid.leesf.chapter2;

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.ByteBufUtil;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.util.CharsetUtil;

public class EchoClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler {

    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("Netty rocks!", CharsetUtil.UTF_8));
    }

    @Override
    public void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in) {
        System.out.println("Client received: " + ByteBufUtil
                .hexDump(in.readBytes(in.readableBytes())));
    }

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

　　说明：当同服务器的连接建立后，客户端会发送消息至服务端，然后当接收到服务端发送来的消息时，打印该消息。

　　2.4 运行

　　1. pom.xml文件

　　由于本应用依赖的jar文件使用maven构建，其pom.xml文件如下。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    4.0.0

    NettyInAction
    com.hust.grid.leesf
    1.0-SNAPSHOT

    
        UTF-8
        2.6.3
    
    
        
            
                org.apache.maven.plugins
                maven-compiler-plugin
                3.2
                
                    true
                    1.7
                    1.7
                
            

        
    
    
        
            junit
            junit
            4.12
            test
        

        
            io.netty
            netty-all
            4.0.32.Final
        
        
            com.fasterxml.jackson.core
            jackson-core
            ${version.jackson.core}
        
        
            com.fasterxml.jackson.core
            jackson-databind
            ${version.jackson.core}
        
    

　　2. 运行服务端

　　启动EchoServer，等待客户端连接。

　　3. 运行客户端

　　启动EchoClient，连接服务端并发送消息。

　　其中服务端的运行结果如下。　　

Server start listen at 8080
Server received: 4e6574747920726f636b7321

　　客户端的运行结果如下。　

Client received: 4e6574747920726f636b7321

三、总结

　　本篇博文讲解了Netty的简单应用，通过简单应用对Netty有所了解，具体的细节将会在之后的博文中进行讲解，本文的代码已经上传至github，也谢谢各位园友的观看~