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曼巴out · 更新于 2020-08-28

Netty 核心組件

1. 前言

本節(jié)我們主要從整體上了解 Netty 有哪些核心組件，很多同學(xué)學(xué)習(xí)完 Netty 雖然會(huì)使用，但是只知道如何自定義 Handler 而已，根本不清楚 Netty 有哪些核心的組件。

本節(jié)的主要目的是，從整體上概括 Netty 的核心組件，有助于深入了解 Netty 以及關(guān)于 Netty 的面試。

2. 核心組件

Netty 的核心模塊組件主要分為以下：

組件模塊 說明
Boostrap Bootstrap 其實(shí)就是啟動(dòng)的意思，主要用來(lái)配置 Netty 的相關(guān)配置，串聯(lián)各個(gè)組件，針對(duì)客戶端。
ServerBootstrap 同上，只是它是針對(duì)服務(wù)端。
線程模型 了解 Reactor 線程模型。
EventLoopGroup 是一組 EventLoop 的抽象，可以簡(jiǎn)單理解就是線程池，一般分為 BossEventLoopGroup 和 WorkerEventLoopGroup。
ChannelFuture Netty 的所有 IO 操作都是異步的，通過注冊(cè)監(jiān)聽器來(lái)監(jiān)聽執(zhí)行結(jié)果的返回。
Channel Netty 的網(wǎng)絡(luò)通信組件，客戶端和服務(wù)端建立連接之后會(huì)維持一個(gè) Channel。
ChannelHandlerContext 保存 Channel 對(duì)于的上下文，同時(shí)關(guān)聯(lián)一個(gè) ChannelHandler 對(duì)象。
ChannelHandler 自定義業(yè)務(wù) Handler 需要實(shí)現(xiàn)它或它的子類，提供了一套生命周期的方法。
ChannelPipeline ChannelPipeline 可認(rèn)為是一個(gè)管道，是管理業(yè)務(wù) Handler，通俗理解是保存 ChannelHandler 的 List 集合。
ByteBuf ByteBuf 是一個(gè)字節(jié)容器，提供了常見 api。Netty 是面向 ByteBuf 來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的。
編碼和解碼 Netty 內(nèi)置了常見編解碼器，我們也可以自定義自己的編解碼器。并且可以把編解碼器封裝成獨(dú)立的 Handler，簡(jiǎn)化繁瑣的流程。
拆包和粘包問題 了解為什么會(huì)出現(xiàn)拆包和粘包問題，如何去解決它，以及 Netty 內(nèi)置了常見的拆包器。

總結(jié)，以上組件（或者知識(shí)點(diǎn)）是 Netty 知識(shí)體系里面的核心，并且也是面試當(dāng)中經(jīng)常問的內(nèi)容，有的只需要配置一下即可，很少需要我們?nèi)ス埽ㄈ纾篍ventLoopGroup）；有的需要我們?nèi)プ远x擴(kuò)展。

核心組件架構(gòu)圖：
圖片描述

在真實(shí)開發(fā)當(dāng)中，需要我們?nèi)ソ鉀Q的問題，主要如下：

  1. 使用 ChannelPipeline 管理自定義 ChannelHandler；
  2. 業(yè)務(wù)實(shí)體和 ByteBuf 之間的轉(zhuǎn)換；
  3. 借助第三方序列化技術(shù)、自定義通信協(xié)議規(guī)則、反射等，自定義編碼和解碼器，使用通用實(shí)體；
  4. 如何解決拆包和粘包問題，其發(fā)生的原因是什么，如果解決。

3. 組件詳解

Netty 的它優(yōu)勢(shì)在于，它是配置化的開發(fā)，僅僅靠簡(jiǎn)單的配置，背后就能實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜的邏輯。但是通常情況下我們很難去了解其背后的原理。下面我們主要挑選開發(fā)當(dāng)中比較常見的組件進(jìn)行講解。

3.1 ChannelHandler

ChannelHandler 是一個(gè)接口，處理 IO 事件，可以簡(jiǎn)單的理解它是一個(gè)鏈表當(dāng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，它的 UML 圖如下所示：
圖片描述

ChannelHandler 架構(gòu)圖說明：

  1. ChannelHandler 兩個(gè)子接口，分別是 ChannelInboundHandler 和 ChannelOutboundHandler；其中 ChannelInboundHandler 主要用于處理入站的 I/O 事件；ChannelOutboundHandler 用于處理出站的 I/O 事件；
  2. ChannelInboundHandler 的實(shí)現(xiàn)類 ChannelInboundHandlerAdapter 處理入站 I/O 事件；
  3. ChannelOutboundHandler 的實(shí)現(xiàn)類 ChannelOutboundHandlerAdapter 處理出站 I/O 事件；

在開發(fā)當(dāng)中，ChannelInboundHandlerAdapter 是使用最多的，其它很少直接使用。值得注意的是 I/O 入站和出站的執(zhí)行順序，這個(gè)跟 SpringMVC 的攔截器的執(zhí)行順序一樣。

3.2. ChannelPipeline

ChannelPipeline 是一個(gè)比較核心的知識(shí)點(diǎn)，它底層設(shè)計(jì)是采用責(zé)任鏈設(shè)計(jì)模式，主要作用是管理 Handler 雙向鏈表，包括入站和出站，主要是攔截 inboud 和 outbound 事件，然后每個(gè) handler 節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理具體邏輯。
圖片描述

關(guān)系梳理：

  1. 一個(gè)客戶端對(duì)應(yīng)一個(gè) Channel；
  2. 一個(gè) Channel 對(duì)應(yīng)一個(gè) ChannelPipeline；
  3. 一個(gè) ChannelPipeline 又維護(hù)了一個(gè)雙向鏈表，其中鏈表的節(jié)點(diǎn)是 ChannelHandlerContext；
  4. 一個(gè) ChannelHandlerContext 則關(guān)聯(lián)一個(gè) ChannelHandler（自定義 Handler）；
  5. ChannelHandler 則是自定義 Handler 的一個(gè)頂級(jí)抽象接口。

入站和出站的順序：

  1. 入站： 事件會(huì)從鏈表的頭部一直往后執(zhí)行，ChannelInboundHandlerAdapter 子類會(huì)被觸發(fā)；
  2. 出站： 事件會(huì)從鏈表的尾部一直往前執(zhí)行，ChannelOutboundHandlerAdapter 子類會(huì)被觸發(fā)。

4. 小結(jié)

本節(jié)內(nèi)容，主要讓大家從整體上了解 Netty 有哪些核心的組件構(gòu)成，每個(gè)主要的作用是什么，主要是方便后面章節(jié)深入學(xué)習(xí)。其中，核心掌握 ChannelHandler 和 ChannelPipeline 這兩個(gè)組件，平時(shí)開發(fā)當(dāng)中涉及比較多的就是這兩個(gè)組件。

  1. 掌握 ChannelHandler 的 UML 架構(gòu)關(guān)系；
  2. 掌握入站和出站分別繼承 ChannelInboundHandlerAdapter 和 ChannelOutboundHandlerAdapter；
  3. 掌握 ChannelPipeline 和 ChannelHandler 之間的關(guān)系；
  4. 掌握入站和出站的執(zhí)行順序。