Netty 斷開重連

1. 前言

上節(jié)，我們主要講解了 Netty 的心跳檢測機制，其中核心目的是提高性能。本節(jié)我們主要講解的是 Netty 長連接的穩(wěn)定性。

2. 學(xué)習(xí)目的

TCP 協(xié)議下，數(shù)據(jù)是可以雙向傳遞，其實也就是全雙工協(xié)議，通俗點來說就是長連接，只要客戶端和服務(wù)端連接之后，雙方可以正常通行，那么長連接是否存在什么不穩(wěn)定性呢？

在長連接情況下，通常面臨的情況就是網(wǎng)絡(luò)問題，網(wǎng)絡(luò)抖動造成的連接假死，舉個例子：其實客戶端和服務(wù)端的 TCP 連接已經(jīng)斷開，但是雙方?jīng)]有監(jiān)聽到，認為該連接仍然是有效的。

這樣的問題會導(dǎo)致以下幾個后果，如下所示：

1. 客戶端往服務(wù)端發(fā)送消息時，由于連接已經(jīng)斷開，會導(dǎo)致請求超時，影響用戶體驗；
2. 服務(wù)端往客戶端推送消息時，由于連接已經(jīng)斷開，導(dǎo)致連接推送失??；
3. 每條連接都消耗 cpu 和內(nèi)存資源，大量的假死會導(dǎo)致服務(wù)器資源消耗，導(dǎo)致服務(wù)器卡頓甚至宕機。

3. 連接面臨問題及解決方案

4. 連接假死

4.1 產(chǎn)生的原因

連接已經(jīng)斷開，但是程序沒有捕捉的到，認為連接還存在，產(chǎn)生的原因大致如下：

1. 應(yīng)用程序內(nèi)部線程堵塞，導(dǎo)致數(shù)據(jù)讀寫也會堵塞；
2. 網(wǎng)絡(luò)抖動，數(shù)據(jù)丟包等，發(fā)送方一種發(fā)送不出數(shù)據(jù)，接收方也收不到數(shù)據(jù)，連接就一直的耗著；
3. 公網(wǎng)相對內(nèi)網(wǎng)來說不是很穩(wěn)定，受到的干擾更多，故障的概率也會增大。

4.2 解決辦法

問題： 服務(wù)端 5 秒鐘沒用讀取數(shù)據(jù)事件，那么是否一定是假死呢？

回答： 不一定，主要有兩種情況，①連接假死；②連接空閑。

針對連接假死的解決方案

主要是通過心跳檢測去監(jiān)控，如果指定時間之內(nèi)，服務(wù)端沒有收到客戶端的數(shù)據(jù)，則主動斷開連接，杜絕了連接假死現(xiàn)象。

針對連接空閑狀態(tài)的解決方案

情況一： 如果對通信的實時性要求不高，并且對性能要求很高的情況，可以直接斷開連接，等待有需要的時候，再重新連接（這個是上節(jié)已經(jīng)講解過了，適合客戶端主動的業(yè)務(wù)場景，比如：IM）；
情況二： 如果對通信的實時性要求很高，則不能斷開連接（比如：消息推送），為了保證連接能夠存活而不被心跳檢測機制自動斷開。

針對情況二的解決方案如下：

1. 定時發(fā)送空包，并且時間間隔小于心跳檢測時間間隔，保證連接存活；
2. 如果連接真的斷開了，則客戶端監(jiān)聽事件 channelInactive () 里面實現(xiàn)斷開重連；

總結(jié)，這種模式的好處有兩點，①保證連接能夠長時間存活，避免錯過重要消息；②避免連接空閑時，頻繁的斷開和重連，浪費資源。

其中，心跳檢測上節(jié)以及詳細講解了，這里主要講解一下發(fā)送空包數(shù)據(jù)和斷開重連如何實現(xiàn)。

5. 代碼實現(xiàn)

5.1 服務(wù)端心跳檢測

實例：

ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
//5秒鐘之內(nèi)沒有 讀事件 則斷開連接
pipeline.addLast(new ReadTimeoutHandler(5, TimeUnit.SECONDS));

//字符串解碼器
pipeline.addLast(new StringDecoder());

//字符串編碼器
pipeline.addLast(new StringEncoder());

//業(yè)務(wù)Handler
pipeline.addLast(new HeartBeatHandler());

代碼說明：

服務(wù)端主要是監(jiān)聽讀事件，每隔 5 秒讀取不到數(shù)據(jù)，則認為連接無效，主動斷開連接。

5.2 客戶端定時發(fā)送空包

實例：

public class HeartBeatTimerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        //發(fā)送空包
        scheduleSendHeartBeat(ctx);
    }

    private void scheduleSendHeartBeat(ChannelHandlerContext ctx) {
        ctx.executor().schedule(() -> {
            if (ctx.channel().isActive()) {
                //發(fā)送空包（定義一個實體）
                ctx.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER);
            }

        }, 3, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

代碼說明：

1. 借助 EventLoop 的定時線程池去實現(xiàn)每隔 3 秒鐘發(fā)送一個空包；
2. 空包數(shù)據(jù)，自定義一個實體即可；
3. 主要的是空包的時間間隔（3s）一定要小于心跳監(jiān)聽的時間間隔（5s）。

5.3 客戶端斷開重連

實例：

//字符串解碼器
pipeline.addLast(new StringDecoder());
//字符串編碼器
pipeline.addLast(new StringEncoder());
//業(yè)務(wù)Handler，需要傳遞“bootstrap”
pipeline.addLast(new ClientHandler(bootstrap));
public class ClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    private Bootstrap bootstrap;
    ClientHandler(Bootstrap bootstrap){
        this.bootstrap=bootstrap;
    }
	
    @Override
    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
		bootstrap.connect("127.0.0.1",80).sync();
    }
}

代碼說明：

1. 連接斷開時，客戶端的 Handler 的 channelInactive () 會監(jiān)聽的到，在該方法里面實現(xiàn)斷開重連；
2. Handler 必須傳遞 bootstrap。

6. 小結(jié)

本節(jié)主要講解了基于心跳檢測的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了空包發(fā)送和斷開重連的功能，主要核心意圖有兩個

1. 空包發(fā)送： 讓連接能夠長時間的存活，而避免空閑連接收到心跳檢測的干擾；同時還避免了心跳檢測導(dǎo)致的頻繁的斷開和重連，導(dǎo)致資源浪費；
2. 斷開重連： 讓連接一直在線，保證了連接的穩(wěn)定性。