Netty 源码解析 - Netty核心模块1

一、Bootstrap和ServerBootstrap

1、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是服务器端启动引导类。

2、常见的方法：

public ServerBootstrap group(EventLoopGroup parentGroup, EventLoopGroup childGroup)：该方法用于服务器端，用来设置两个 EventLoopGroup
public B group(EventLoopGroup group)：该方法用于客户端，用来设置一个 EventLoopGroup
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 B option(ChannelOption option, T value)：用来给 ServerChannel 添加配置
public ServerBootstrap childOption(ChannelOption childOption, T value)：用来给接收到的通道添加配置
public B handler(ChannelHandler handler)：对应 bossGroup
public ServerBootstrap childHandler(ChannelHandler childHandler)：该方法用来设置业务处理类（自定义的handler），对应 workerGroup
public ChannelFuture bind(int inetPort)：该方法用于服务器端，用来设置占用的端口
public ChannelFuture connect(String inetHost, int inetPort)：该方法用于客户端，用来连接服务器

二、Future和ChannelFuture

1、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，它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。

2、常见的方法：

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

三、Channel

1、Netty网络通信的组件，能够用于执行网络 IO 操作
2、通过Channel可获得当前网络连接的通道的状态
3、通过Channel可获得网络连接的配置参数（例如接收缓冲区大小）
4、Channel 提供异步的网络 IO 操作（如建立连接、读写、绑定端口），异步调用意味着任何 IO 调用都将立即返回，并且不保证在调用结束时所请求的 IO 操作已完成
5、调用立即返回一个 ChannelFuture 实例，通过注册监听器到 ChannelFuture 上，可以在 IO 操作成功、失败或取消时回调通知调用方
6、支持关联 IO 操作与对应的处理程序
7、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。

四、Selector

1、Netty基于 Selector 对象实现 IO 多路复用，通过 Selector 一个线程可以监听多个连接的 Channel 事件
2、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IO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Channe

五、ChannelHandler及其实现类

1、ChannelHandler是一个接口，处理 IO 事件或拦截 IO 操作，并将其转发到其 ChannelPipeline（业务处理链）中的下一个处理程序。
2、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。
3、ChannelHandler及其实现类

ChannelInboundHandler：用于处理入站 IO 事件
ChannelOutboundHandler：用于处理出站 IO 操作
ChannelInboundHandlerAdapter：用于处理入站 IO 事件
ChannelOutboundHandlerAdapter：用于处理出站 IO 操作
ChannelDuplexHandler：用于处理入站和出站事件

4、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，对应的方法有：

public class ChannelInboundHandlerAdapter extends ChannelHandlerAdapter implements ChannelInboundHandler {

    @Override
    public void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelRegistered();
    }
    @Override
    public void channelUnregistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelUnregistered();
    }

	// 通道就绪事件
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelActive();
    }
    @Override
    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelInactive();
    }

	// 通道读取数据事件
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        ctx.fireChannelRead(msg);
    }

	//读取数据完毕事件
    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelReadComplete();
    }

    @Override
    public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
        ctx.fireUserEventTriggered(evt);
    }

    @Override
    public void channelWritabilityChanged(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelWritabilityChanged();
    }
	
	// 通道发生异常事件
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause)
            throws Exception {
        ctx.fireExceptionCaught(cause);
    }
}

六、Pipeline和ChannelPipeline

1、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）
2、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
3、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：

1、一个Channel包含了一个ChannelPipeline，而ChannelPipeline中又维护了一个由ChannelHandlerContext组成的双向链表，并且每个ChannelHandlerContext中又关联着一个ChannelHandler；
2、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；

4、常用方法

ChannelPipeline addLast(ChannelHandler… handlers)：把一个业务处理类（handler）添加到链表中的最后一个位置
ChannelPipeline addFirst(ChannelHandler… handlers)：把一个业务处理类（handler）添加到链表中的第一个位置

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