Bootstrap类型

Bootstrap（引导）是 Netty 中配置程序的过程，当你需要连接客户端或服务器绑定指定端口时需要使用 Bootstrap。

如前面所述，Bootstrap 有两种类型，一种是用于客户端的Bootstrap，一种是用于服务端的ServerBootstrap。不管程序使用哪种协议，无论是创建一个客户端还是服务器都需要使用“引导”。

面向连接 vs. 无连接

请记住，这个讨论适用于 TCP 协议，它是“面向连接”的。这样协议保证该连接的端点之间的消息的有序输送。无连接协议发送的消息，无法保证顺序和成功性

两种 Bootstrap之间有一些相似之处，也有一些不同。Bootstrap 和 ServerBootstrap 之间的差异如下：

Table 3.1 Comparison of Bootstrap classes

分类	Bootstrap	ServerBootstrap
网络功能	连接到远程主机和端口	绑定本地端口
EventLoopGroup 数量	1	2

Bootstrap用来连接远程主机，有1个EventLoopGroup

ServerBootstrap用来绑定本地端口，有2个EventLoopGroup

事件组(Groups)，传输(transports)和处理程序(handlers)分别在本章后面讲述，我们在这里只讨论两种"引导"的差异(Bootstrap和ServerBootstrap)。第一个差异很明显，“ServerBootstrap”监听在服务器监听一个端口轮询客户端的“Bootstrap”或DatagramChannel是否连接服务器。通常需要调用“Bootstrap”类的connect()方法，但是也可以先调用bind()再调用connect()进行连接，之后使用的Channel包含在bind()返回的ChannelFuture中。

一个 ServerBootstrap 可以认为有2个 Channel 集合，第一个集合包含一个单例 ServerChannel，代表持有一个绑定了本地端口的 socket；第二集合包含所有创建的 Channel，处理服务器所接收到的客户端进来的连接。下图形象的描述了这种情况：

Figure 3.2 Server with two EventLoopGroups

与 ServerChannel 相关 EventLoopGroup 分配一个 EventLoop 是负责创建 Channels 用于传入的连接请求。一旦连接接受，第二个EventLoopGroup 分配一个 EventLoop 给它的 Channel。

引导客户端和无连接协议

当需要引导客户端或一些无连接协议时，需要使用Bootstrap类。在本节中,我们将回顾可用的各种方法引导客户端,引导线程,和可用的管道实现。

客户端引导方法

下表是 Bootstrap 的常用方法，其中很多是继承自 AbstractBootstrap。

Table 9.1 Bootstrap methods

名称	描述
group	设置 EventLoopGroup 用于处理所有的 Channel 的事件
channel channelFactory	channel() 指定 Channel 的实现类。如果类没有提供一个默认的构造函数,你可以调用 channelFactory() 来指定一个工厂类被 bind() 调用。
localAddress	指定应该绑定到本地地址 Channel。如果不提供,将由操作系统创建一个随机的。或者,您可以使用 bind() 或 connect()指定localAddress
option	设置 ChannelOption 应用于新创建 Channel 的 ChannelConfig。这些选项将被 bind 或 connect 设置在通道,这取决于哪个被首先调用。这个方法在创建管道后没有影响。所支持 ChannelOption 取决于使用的管道类型。请参考9.6节和 ChannelConfig 的 API 文档的 Channel 类型使用。
attr	这些选项将被 bind 或 connect 设置在通道,这取决于哪个被首先调用。这个方法在创建管道后没有影响。请参考9.6节。
handler	设置添加到 ChannelPipeline 中的 ChannelHandler 接收事件通知。
clone	创建一个当前 Bootstrap的克隆拥有原来相同的设置。
remoteAddress	设置远程地址。此外,您可以通过 connect() 指定
connect	连接到远端，返回一个 ChannelFuture, 用于通知连接操作完成
bind	将通道绑定并返回一个 ChannelFuture,用于通知绑定操作完成后,必须调用 Channel.connect() 来建立连接。

如何引导客户端

Bootstrap 类负责创建管道给客户或应用程序，利用无连接协议和在调用 bind() 或 connect() 之后。

下图展示了如何工作

当 bind() 调用时，Bootstrap 将创建一个新的管道, 当 connect() 调用在 Channel 来建立连接
Bootstrap 将创建一个新的管道, 当 connect() 调用时
新的 Channel

Figure 9.2 Bootstrap process

下面演示了引导客户端，使用的是 NIO TCP 传输

Listing 9.1 Bootstrapping a client

EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap(); //1
bootstrap.group(group) //2
    .channel(NioSocketChannel.class) //3
    .handler(new SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() { //4
        @Override
        protected void channeRead0(
            ChannelHandlerContext channelHandlerContext,
            ByteBuf byteBuf) throws Exception {
                System.out.println("Received data");
                byteBuf.clear();
            }
        });
ChannelFuture future = bootstrap.connect(
    new InetSocketAddress("www.manning.com", 80)); //5
future.addListener(new ChannelFutureListener() {
    @Override
    public void operationComplete(ChannelFuture channelFuture)
        throws Exception {
            if (channelFuture.isSuccess()) {
                System.out.println("Connection established");
            } else {
                System.err.println("Connection attempt failed");
                channelFuture.cause().printStackTrace();
            }
        }
    });

创建一个新的 Bootstrap 来创建和连接到新的客户端管道
指定 EventLoopGroup
指定 Channel 实现来使用
设置处理器给 Channel 的事件和数据
连接到远端主机

注意 Bootstrap 提供了一个“流利”语法——示例中使用的方法(除了connect()) 由 Bootstrap 返回实例本身的引用链接他们。

兼容性

Channel 的实现和 EventLoop 的处理过程在 EventLoopGroup 中必须兼容，哪些 Channel 是和 EventLoopGroup 是兼容的可以查看 API 文档。经验显示，相兼容的实现一般在同一个包下面，例如使用NioEventLoop，NioEventLoopGroup 和 NioServerSocketChannel 在一起。请注意，这些都是前缀“Nio”，然后不会用这些代替另一个实现和另一个前缀，如“Oio”，也就是说 OioEventLoopGroup 和NioServerSocketChannel 是不相容的。

Channel 和 EventLoopGroup 的 EventLoop 必须相容，例如NioEventLoop、NioEventLoopGroup、NioServerSocketChannel是相容的，但是 OioEventLoopGroup 和 NioServerSocketChannel 是不相容的。从类名可以看出前缀是“Nio”的只能和“Nio”的一起使用。

EventLoop 和 EventLoopGroup

记住,EventLoop 分配给该 Channel 负责处理 Channel 的所有操作。当你执行一个方法,该方法返回一个 ChannelFuture ，它将在分配给 Channel 的 EventLoop 执行。

EventLoopGroup 包含许多 EventLoops 和分配一个 EventLoop 通道时注册。我们将在15章更详细地讨论这个话题。

清单9.2所示的结果,试图使用一个 Channel 类型与一个 EventLoopGroup 兼容。

Listing 9.2 Bootstrap client with incompatible EventLoopGroup

EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap(); //1
bootstrap.group(group) //2
    .channel(OioSocketChannel.class) //3
    .handler(new SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() { //4
        @Override
        protected void channelRead0(
            ChannelHandlerContext channelHandlerContext,
                    ByteBuf byteBuf) throws Exception {
                System.out.println("Reveived data");
                byteBuf.clear();
            }
        });
ChannelFuture future = bootstrap.connect(
    new InetSocketAddress("www.manning.com", 80)); //5
future.syncUninterruptibly();

创建新的 Bootstrap 来创建新的客户端管道
注册 EventLoopGroup 用于获取 EventLoop
指定要使用的 Channel 类。通知我们使用 NIO 版本用于EventLoopGroup ， OIO 用于 Channel
设置处理器用于管道的 I/O 事件和数据
尝试连接到远端。当 NioEventLoopGroup 和 OioSocketChannel 不兼容时，会抛出 IllegalStateException 异常

IllegalStateException 显示如下：

Listing 9.3 IllegalStateException thrown because of invalid configuration

Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: incompatible event loop
type: io.netty.channel.nio.NioEventLoop
at
io.netty.channel.AbstractChannel$AbstractUnsafe.register(AbstractChannel.java:5
71)
...

出现 IllegalStateException 的其他情况是，在 bind() 或 connect() 调用前调用需要设置参数的方法调用失败时，包括：

group()
channel() 或 channnelFactory()
handler()

handler() 方法尤为重要,因为这些 ChannelPipeline 需要适当配置。一旦提供了这些参数,应用程序将充分利用 Netty 的能力。

引导服务器

服务器的引导共用了客户端引导的一些逻辑。

引导服务器的方法

下表显示了 ServerBootstrap 的方法

Table 9.2 Methods of ServerBootstrap‘

名称	描述
group	设置 EventLoopGroup 用于 ServerBootstrap。这个 EventLoopGroup 提供 ServerChannel 的 I/O 并且接收 Channel
channel channelFactory	channel() 指定 Channel 的实现类。如果管道没有提供一个默认的构造函数,你可以提供一个 ChannelFactory。
localAddress	指定 ServerChannel 实例化的类。如果不提供,将由操作系统创建一个随机的。或者,您可以使用 bind() 或 connect()指定localAddress
option	指定一个 ChannelOption 来用于新创建的 ServerChannel 的 ChannelConfig 。这些选项将被设置在管道的 bind() 或 connect(),这取决于谁首先被调用。在此调用这些方法之后设置或更改 ChannelOption 是无效的。所支持 ChannelOption 取决于使用的管道类型。请参考9.6节和 ChannelConfig 的 API 文档的 Channel 类型使用。
childOption	当管道已被接受，指定一个 ChannelOption 应用于 Channel 的 ChannelConfig。
attr	指定 ServerChannel 的属性。这些属性可以被管道的 bind() 设置。当调用 bind() 之后，修改它们不会生效。
childAttr	应用属性到接收到的管道上。后续调用没有效果。
handler	设置添加到 ServerChannel 的 ChannelPipeline 中的 ChannelHandler。具体详见 childHandler() 描述
childHandler	设置添加到接收到的 Channel 的 ChannelPipeline 中的 ChannelHandler。handler() 和 childHandler()之间的区别是前者是接收和处理ServerChannel，同时 childHandler() 添加处理器用于处理和接收 Channel。后者代表一个套接字绑定到一个远端。
clone	克隆 ServerBootstrap 用于连接到不同的远端，通过设置相同的原始 ServerBoostrap。
bind	绑定 ServerChannel 并且返回一个 ChannelFuture,用于通知连接操作完成了（结果可以是成功或者失败）

如何引导一个服务器

ServerBootstrap 中的 childHandler(), childAttr() 和 childOption() 是常用的服务器应用的操作。具体来说,ServerChannel实现负责创建子 Channel,它代表接受连接。因此引导 ServerChannel 的 ServerBootstrap ,提供这些方法来简化接收的 Channel 对 ChannelConfig 应用设置的任务。

图9.3显示了 ServerChannel 创建 ServerBootstrap 在 bind(),后者管理大量的子 Channel。

当调用 bind() 后 ServerBootstrap 将创建一个新的管道，这个管道将会在绑定成功后接收子管道
接收新连接给每个子管道
接收连接的 Channel

Figure 9.3 ServerBootstrap

记住 child* 的方法都是操作在子的 Channel，被 ServerChannel 管理。

清单9.4 ServerBootstrap 时会创建一个 NioServerSocketChannel实例 bind() 。这个 NioServerChannel 负责接受新连接和创建NioSocketChannel 实例。

Listing 9.4 Bootstrapping a server

NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(); //1
bootstrap.group(group) //2
    .channel(NioServerSocketChannel.class) //3
    .childHandler(new SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() { //4
        @Override
        protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx,
            ByteBuf byteBuf) throws Exception {
                System.out.println("Reveived data");
                byteBuf.clear();
            }
        }
    );
ChannelFuture future = bootstrap.bind(new InetSocketAddress(8080)); //5
future.addListener(new ChannelFutureListener() {
    @Override
    public void operationComplete(ChannelFuture channelFuture)
        throws Exception {
            if (channelFuture.isSuccess()) {
                System.out.println("Server bound");
            } else {
                System.err.println("Bound attempt failed");
                channelFuture.cause().printStackTrace();
            }
        }
    }
);

创建要给新的 ServerBootstrap 来创建新的 SocketChannel 管道并绑定他们
指定 EventLoopGroup 用于从注册的 ServerChannel 中获取EventLoop 和接收到的管道
指定要使用的管道类
设置子处理器用于处理接收的管道的 I/O 和数据
通过配置引导来绑定管道

转载自：Netty in Action 《Netty 实战(精髓)》

Netty in Action - Bootstrap