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Introdução: Netty é uma estrutura cliente-servidor NIO que pode desenvolver aplicativos de rede de forma rápida e fácil, como servidores de protocolo e clientes. Ele simplifica e simplifica muito a programação de rede, como servidores de soquete TCP e UDP.
Cenários de uso de Netty:
Setor de Internet: Em um sistema distribuído, chamadas de serviço remoto são necessárias entre vários nós, e uma estrutura RPC de alto desempenho é indispensável. Como uma estrutura de comunicação assíncrona de alto desempenho, o Netty é frequentemente usado por essas estruturas RPC como um componente básico de comunicação. As aplicações típicas são: Estrutura de serviço distribuído de Ali A estrutura RPC de Dubbo usa o protocolo Dubbo para comunicação entre nós, e o protocolo Dubbo usa Netty como o componente básico de comunicação por padrão para implementação. Comunicação interna entre nós de processo. A camada inferior do Rocketmq também usa Netty como o componente básico de comunicação.
Indústria de jogos: seja um servidor de jogos para dispositivos móveis ou um jogo online em grande escala, a linguagem Java tem sido cada vez mais usada. Como um componente de comunicação básico de alto desempenho, o próprio Netty fornece pilhas de protocolos TCP / UDP e HTTP.
Explicação detalhada do modelo netty:
- O Netty abstrai dois grupos de pools de threads, BossGroup e WorkerGroup. BossGroup é responsável por receber conexões de clientes e WorkerGroup é responsável por leituras e gravações na rede.
- Os tipos BossGroup e WorkerGroup são NioEventLoopGroup
- NioEventLoopGroup é equivalente a um grupo de thread de loop de evento, este grupo contém vários threads de loop de evento, cada thread de loop de evento é NioEventLoop
- Cada NioEventLoop possui um seletor, que serve para monitorar a comunicação da rede do socketChannel nele cadastrado
- Existem 3 etapas em cada execução do loop interno do thread Boss NioEventLoop
- Processe o evento de aceitação, estabeleça uma conexão com o cliente e gere um NioSocketChannel
- Registre o NioSocketChannel para o seletor em um NIOEventLoop de trabalho para processar as tarefas da fila de tarefas, ou seja, runAllTasks
- Etapas executadas por cada loop de thread NIOEventLoop do trabalhador
- Pesquisa de eventos de leitura e gravação de todos os NioSocketChannels registrados em seu seletor
- Eventos de I / O de processo, ou seja, eventos de leitura e gravação e negócios de processo no NioSocketChannel correspondente
- runAllTasks lida com as tarefas da fila de tarefas TaskQueue, e algum processamento de negócios demorado geralmente pode ser colocado em TaskQueue para ser processado lentamente, de modo a não afetar o fluxo de dados no pipeline.
- Quando cada trabalhador NIOEventLoop processa o negócio NioSocketChannel, ele usa o pipeline (pipeline), e muitos processadores manipuladores são mantidos no pipeline para processar os dados no canal
Componentes do módulo central Netty
1. Bootstrap 、 ServerBootstrap
Bootstrap significa boot. Um aplicativo Netty geralmente começa com um Bootstrap. Sua função principal é configurar todo o programa Netty e conectar vários componentes em série. A classe Bootstrap no Netty é a classe de boot de inicialização do programa cliente e ServerBootstrap é o servidor classe de inicialização de inicialização.
2. Futuro 、 ChannelFuture
Todas as operações de E / S no Netty são assíncronas e não se sabe imediatamente se a mensagem foi processada corretamente. Mas você pode esperar que ele termine de executar ou registrar um ouvinte diretamente. A implementação específica é por meio de Future e ChannelFutures. Eles podem registrar um ouvinte. Quando a operação é executada com êxito ou falha, o ouvinte aciona automaticamente o evento de ouvinte registrado.
3. Canal
Um componente de comunicação de rede Netty que pode ser usado para realizar operações de E / S de rede. O canal fornece aos usuários:
- O status do canal de conexão de rede atual (por exemplo, está aberto? Está conectado?)
- Parâmetros de configuração da conexão de rede (por exemplo, o tamanho do buffer de recebimento)
- Fornece operações de E / S de rede assíncronas (como estabelecer uma conexão, ler e gravar e vincular portas). As chamadas assíncronas significam que qualquer chamada de E / S retornará imediatamente e não há garantia de que a operação de E / S solicitada foi concluído no final da chamada. realizar
- A chamada retorna imediatamente uma instância de ChannelFuture. Ao registrar um ouvinte no ChannelFuture, o chamador pode ser chamado de volta para notificá-lo quando a operação de E / S for bem-sucedida, falhar ou for cancelada.
- Suporta operações de I / O associadas e manipuladores correspondentes.
Diferentes protocolos e conexões de diferentes tipos de bloqueio têm diferentes tipos de canais correspondentes a eles
1 NioSocketChannel，异步的客户端TCP Socket 连接。
2 NioServerSocketChannel，异步的服务器端TCP Socket 连接。
3 NioDatagramChannel，异步的UDP连接。
4NioSctpChannel，异步的客户端 Sctp 连接。
5 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。
4. Seletor
Netty implementa multiplexação de E / S com base no objeto Selector.Através do Seletor, um thread pode monitorar os eventos de Canal de múltiplas conexões. Quando um canal é registrado em um Seletor, o mecanismo interno do Seletor pode consultar automática e continuamente (Selecionar) se esses canais registrados têm eventos de I / O prontos (como legível, gravável, conexão de rede completa, etc.) programa pode simplesmente usar um thread para gerenciar de forma eficiente vários canais
5. NioEventLoop
NioEventLoop mantém um thread e uma fila de tarefas, que suporta o envio assíncrono de tarefas de execução. Quando o thread é iniciado, o método run de NioEventLoop é chamado para executar tarefas I / O e tarefas não I / O: tarefas I / O, isto é, o evento pronto na selectionKey, como aceitar, conectar, ler, escrever, etc., disparado pelo método processSelectedKeys.
Tarefas não-IO, tarefas adicionadas a taskQueue, como register0, bind0 e outras tarefas, são acionadas pelo método runAllTasks.
6. NioEventLoopGroup
NioEventLoopGroup, que gerencia principalmente o ciclo de vida do eventLoop, pode ser entendido como um pool de threads, um conjunto de threads é mantido internamente. Cada thread (NioEventLoop) é responsável pelo processamento de eventos em vários canais, e um canal corresponde a apenas uma thread.
7. ChannelHandler
ChannelHandler é uma interface que processa eventos de I / O ou intercepta operações de I / O e encaminha para o próximo manipulador em seu ChannelPipeline (cadeia de processamento de negócios)
8. ChannelPipline
Salve a lista de ChannelHandler, que é usada para processar ou interceptar eventos de entrada e operações de saída do Canal. ChannelPipeline implementa uma forma avançada de modo de filtro de interceptação, permitindo aos usuários controlar totalmente como os eventos são tratados e como cada ChannelHandler no Canal interage entre si. No Netty, cada Canal tem e apenas um ChannelPipeline correspondente a ele. Um Canal contém um ChannelPipeline, e o ChannelPipeline mantém uma lista duplamente vinculada composta de ChannelHandlerContext, e cada ChannelHandlerContext está associado a um ChannelHandler. O evento de leitura (evento de entrada) e o evento de gravação (evento de saída) estão em uma lista duplamente vinculada. O evento de entrada será passado do cabeçalho da lista para o último manipulador de entrada, e o evento de saída será passado do cauda para o início da lista vinculada. O primeiro gerenciador de saída, os dois tipos de gerenciador não interferem um com o outro
Site de referência:
Site oficial: https://netty.io/
Manual do usuário: https://netty.io/wiki/user-guide.html
《Escalável IO em Java》 ：http://gee.cs.oswego.edu/dl/cpjslides/nio.pdf