什么是 Netty
Netty 是一个利用 Java 的高级网络的能力,隐藏其背后的复杂性而提供一个易于使用的 API 的客户端/服务器框架。
Netty 已经实现了的协议就有 FTP, SMTP, HTTP, WebSocket 和 SPDY 以及其他二进制和基于文本的协议。
下面贴出官网的介绍:
Netty is an asynchronous event-driven network application framework
for rapid development of maintainable high performance protocol servers & clients.
是的,Netty 是一个异步和事件驱动的网络框架,下面一起来看一下几个核心概念。
Channel
Channel 是 NIO 基本的结构。它代表了一个用于连接到实体如硬件设备、文件、网络套接字或程序组件,能够执行一个或多个不同的 I/O 操作(例如读或写)的开放连接。
现在,把 Channel 想象成一个可以“打开”或“关闭”,“连接”或“断开”和作为传入和传出数据的运输工具。
Callback
callback(回调)通常是一个方法,提供给另一种方法作为引用,这样后者就可以在某个合适的时间调用前者。
Netty 内部使用回调处理事件时。一旦这样的回调被触发,事件可以由接口 ChannelHandler 的实现来处理。
Future
Future 提供了另外一种通知应用操作已经完成的方式。这个对象作为一个异步操作结果的占位符,它将在将来的某个时候完成并提供结果。
JDK 附带接口 java.util.concurrent.Future ,但所提供的实现只允许您手动检查操作是否完成或阻塞了。这是很麻烦的,所以 Netty 提供自己了的实现,ChannelFuture,用于在执行异步操作时使用。
每个 Netty 的 outbound I/O 操作都会返回一个 ChannelFuture;这样就不会阻塞。这就是 Netty 所谓的“自底向上的异步和事件驱动”。
Event & Handler
Netty 使用不同的事件来通知我们更改的状态或操作的状态。这使我们能够根据发生的事件触发适当的行为。
这些行为可能包括:
- 日志
- 数据转换
- 流控制
- 应用程序逻辑
由于 Netty 是一个网络框架,事件很清晰的跟入站或出站数据流相关。因为一些事件可能触发传入的数据或状态的变化包括:
- 活动或非活动连接
- 数据的读取
- 用户事件
- 错误
出站事件是由于在未来操作将触发一个动作。这些包括:
- 打开或关闭一个连接到远程
- 写或冲刷数据到 socket
每个事件都可以分配给用户实现处理程序类的方法。这说明了事件驱动的范例可直接转换为应用程序构建块。
Netty 的 ChannelHandler 是各种处理程序的基本抽象。想象下,每个处理器实例就是一个回调,用于执行对各种事件的响应。
SELECTOR, EVENT & EVENT LOOP
Netty 通过触发事件从应用程序中抽象出 Selector,从而避免手写调度代码。EventLoop 分配给每个 Channel 来处理所有的事件,包括
- 注册感兴趣的事件
- 调度事件到 ChannelHandler
- 安排进一步行动
BootStrap
Netty 应用程序通过设置 bootstrap(引导)类的开始,该类提供了一个 用于应用程序网络层配置的容器。
ChannelHandler
ChannelHandler 支持很多协议,并且提供用于数据处理的容器。我们已经知道 ChannelHandler 由特定事件触发。 ChannelHandler 可专用于几乎所有的动作,包括将一个对象转为字节(或相反),执行过程中抛出的异常处理。
ChannelFuture
Netty 所有的 I/O 操作都是异步。因为一个操作可能无法立即返回,我们需要有一种方法在以后确定它的结果。出于这个目的,Netty 提供了接口 ChannelFuture,它的 addListener 方法注册了一个 ChannelFutureListener ,当操作完成时,可以被通知(不管成功与否)。
ChannelHandler 和 ChannelPipeline
ChannelPipeline
是 ChannelHandler
链的容器。
在很多方面的 ChannelHandler 是引用程序的核心,在 Netty 中有两个方向的数据流:
- 入站(ChannelInboundHandler
):数据是从用户应用程序到远程主机
- 出站(ChannelOutboundHandler
):数据时从远程主机到用户应用程序
这里的 ChannelInboundHandler
接口和 ChannelOutboundHandler
接口均集成自 ChannelHandler
接口。
为什么要使用 Netty
- 设计
- 针对多种传输类型的统一接口 - 阻塞和非阻塞
- 简单但更强大的线程模型
- 真正的无连接的数据报套接字支持
- 链接逻辑支持复用
- 性能
- 比核心 Java API 更好的吞吐量,较低的延时
- 资源消耗更少,这个得益于共享池和重用
- 减少内存拷贝
- 健壮性
- 消除由于慢,快,或重载连接产生的 OutOfMemoryError
- 消除经常发现在 NIO 在高速网络中的应用中的不公平的读/写比
- 安全
- 完整的 SSL / TLS 和 StartTLS 的支持
- 运行在受限的环境例如 Applet 或 OSGI
- 可用性
- Java NIO API 的 epoll bug,它会导致 Selector 空轮询
- 经历了大规模的商业应用考验
参考资料
官方文档:http://netty.io/wiki/index.html
《Netty 实战》