Netty的服务器实现浅析

    如果你现在还在写着操作socket的代码，也许不能说你落伍，但至少也不能说你做的工作很超前。因为现在有很多的网络通信框架已经把底层的东东封装的很完善，今天要说的Netty也算是一款不错的产品了。
    突然半路进来看Netty其实是最近看HornetQ的缘故，HornetQ的底层传输的实现就是借助了Netty。按照官方的解释，Netty是一个异步的事件驱动的网络应用框架，它使得我们关于客户端服务器协议的开发变得更加的方便，维护更容易，扩展性更好。它极大的简化了我们的网络编程。更为难得的是Netty顺便打包了一堆很好的例子，对于快速入门的人来说能够很短的时间内就对其有了感官上的认识。我们就从一个例子开始吧。

package org.jboss.netty.example.discard;

import java.net.InetSocketAddress;
import java.util.concurrent.Executors;

import org.jboss.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import org.jboss.netty.channel.ChannelPipeline;
import org.jboss.netty.channel.ChannelPipelineFactory;
import org.jboss.netty.channel.Channels;
import org.jboss.netty.channel.socket.oio.OioServerSocketChannelFactory;

public class DiscardServer {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // Configure the server.
        ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(
                new OioServerSocketChannelFactory(
                        Executors.newCachedThreadPool(),
                        Executors.newCachedThreadPool()));

        // Set up the pipeline factory.
        bootstrap.setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {
            public ChannelPipeline getPipeline() throws Exception {
                return Channels.pipeline(new DiscardServerHandler());
            }
        });

        // Bind and start to accept incoming connections.
        bootstrap.bind(new InetSocketAddress(8080));
    }
}
 

    上面的程序主要是用来启动了一个服务器端的服务，这个服务会监听本机的8080端口，也就是说你可以通过客户端来访问8080端口了。 ServerBootstrap 类作为一个工具类，用来启动服务器程序。这段程序主要就是做了三件事：

• 设置ChannelFactory，也就是要设置服务器通信的方式，例子就是借助socket的通信，当然你也可以设置成基于nio形式或者数据报形式的。
• 设置PipelineFactory，其实是为了设置一组Handler，这组Handler会对这个通信的过程进行处理，比如说解码，然后业务处理，然后编码数据。
• bootstrap.bind(new InetSocketAddress(8080)); 就是来启动服务。很多猫腻就是出现在这。

介绍完上面的例子，我们来说Netty代码中几个关键类型的类。

Channel Channel是Netty中数据流转的通道，它对底层的数据传输比如socket等进行了封装，我们可以借助于Channel来完成数据的读写，通道的打开和关闭等操作。Channel可以分为服务器的Channel和于客户端进行通信的Channel。


ChannelEvent 定义了一系列的事件类型，比如说Conenct，Receive，Write的等等。这符合Command模式，肯定会有某个地方来对这些命令做不同的处理

ChannelHandler可以看成是Interceptor，也就是说ChannelHandler会针对发生在Channel中的一些事件进行特定的动作处理。ChannelHandler可以分成ChannelUpstreamHandler和ChannelDownstreamHandler两种 ，顾名思义，就是说这两种handler会对不同流向的事件发挥作用。

ChannelPipeline Netty是基于事件驱动的，归根结底就是通过ChannelPipeline来控制事件流。我们通过在ChannelPipeline上注册一系列ChannelHandler来处理事件。ChannelPipeline内部维护了一个ChannelHandlerContext的集合，每个ChannelHandlerContext都会维护前后是那个ChannelHandlerContext，类似一个双向的链表。上面说到ChannelHandler分为Up和Down两个方向，那么如何理解Up和Down？其实，Up就是说流入的事件，Down就是流出的事件。对于客户端，读到客户端程序写入的数据就是流入，而返回数据也就是将数据写回到客户端就属于流出的事件。发生流入的事件时，只有属于ChannelUpstreamHandler才有资格处理。而对于流出的时间，则ChannelDownstreamHandler才有资格处理。对于一个ChannelPipeline上注册的多个Handler，他们注册的顺序决定了他们处理的顺序。那么对于流出的事件来说，所有的handler都处理完毕之后，需要有一个类真正的服务将数据写回到客户端，这个类就是下面所说的ChannelSink.

ChannelSinkchannelPipline完成所有的DownHandler后通过 ChannelSink来进行底层通信的处理。

XIOWorker 负责与底层通信，如数据的写入输出。X根据协议的不同而不同。


下面说一下Netty中服务器端的工作原理，本图引自边城客栈http://www.kafka0102.com，如果图的作者对于本文中的引用有意见可以给我留言，我会删除此图。




    如图所示，服务器端通过mainReactor来处理客户端的连接请求（ChannelSink的Boss内部类充当的就是mainReactor的角色），每建立一个连接后，就会从连接池中获取或者新建一个subReactor（XIOWorker，X根据协议的不同而不同）来专门处理与某个客户端的通信工作。

类图：



不知不觉已经十二点多了，就此打住了。欢迎朋友们多多交流。