Netty(2)-编写简单的Netty应用程序

本篇将讲述如何书写简单的Netty服务端和客户端。

1. 编写服务端

所有的Netty服务器都需要以下两部分：

至少一个ChannelHandler，该组件实现了服务器对从客户端接收的数据的处理，即它的业务逻辑。
引导，配置服务器的启动代码。至少，它会将服务器绑定到它要监听连接请求的端口上。

1.1 ChannelHandler和业务逻辑

ChannelHandler是一个接口族的父接口，它负责接收并响应事件通知。在netty应用程序中，所有的数据处理逻辑都包含在这些核心抽象的实现中。

服务器要响应传入的消息，需要实现ChannelInboundHandler接口，用来定义响应入站事件的方法。一般继承ChannelInboundHandlerAdapter类就足够了，它提供了ChannelInboundHandler的默认实现。

接口中比较重要的方法有：

ChannelRead()，对于每个传入的消息都要调用。
ChannelReadComplete()，通知 ChannelInboundHandler最后一次对ChannelRead()的调用是当前批量读取中的最后一条消息。
exceptionCaught()，在读取操作期间，有异常抛出时会调用。

对应的服务端Handler代码如下：


// 标识一个ChannelHandler可以被多个Channel安全地共享
@ChannelHandler.Sharable
public class EasyNettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {@Overridepublic void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {ByteBuf input=(ByteBuf) msg;// 打印来自客户端的信息System.out.println("服务端接受请求：" +input.toString(StandardCharsets.UTF_8));// 将接收到的消息写给发送者，而不冲刷出站消息ctx.write(input);}@Overridepublic void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {// 将未决消息冲刷到远程节点，并关闭该Channelctx.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);}@Overridepublic void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {// 打印异常堆栈，正式项目建议用logger组件打印cause.printStackTrace();// 关闭该channel,关闭连接ctx.close();}
}

如果不捕获异常，会发生什么？

每个channel都拥有一个与之相邻的ChannelPipeline，其持有一个ChannelHandler的实例链。在默认情况下，ChannelHandler会把对它的方法的调用转发给链中的下一个ChannelHandler。如果exceptionCaught（）方法没有被链中的某处实现，那么所接收的异常将被传递到ChannelPipeline的尾端并被记录。因此，我们的应用程序中应该提供至少一个实现了exceptionCaught()方法的ChannelHandler.

除了ChannelInboundHandlerAdapter外，还有很多需要学习的ChannelHandler的子类型和实现。当前我们需要记住以下关键点：

针对不同类型的事件来调用ChannelHandler;
应用程序通过实现或者扩展ChannelHandler来挂钩到事件的生命周期，并提供自定义的应用程序逻辑；
在架构上，ChannelHandler有助于保持业务逻辑与网络处理代码的分离，简化了开发过程。

1.2 引导服务器

EasyNettyServerHandler 实现核心业务逻辑后，就可以初始化服务器了，具体步骤如下：

绑定到服务器将在其监听并接受传入连接请求的端口；
配置Channel,以将有关的入站消息通知给EasyNettyServerHandler 实例。

传输

在网络协议中的标准多层视图中，传输层提供了端到端的或者主机到主机的通信服务。

因特网通信建立在TCP传输之上。除了一些由Java NIO实现提供的服务器端性能增强外，NIO传输大多数时候指的就是TCP传输。

服务端实例代码如下：


@Slf4j
public class EasyNettyServer {public static final int PORT = 4700;public static void main(String[] args) throws Exception {new EasyNettyServer().start();}public void start() throws Exception {final EasyNettyServerHandler serverHandler = new EasyNettyServerHandler();// 创建EventLoopEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();try {// 创建ServerBootstarpServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();// 指定所使用的NIO传输Channel;使用指定的端口设置套接字地址；添加到一个Handler到子Channel的ChannelPipelinebootstrap.group(group).channel(NioSctpServerChannel.class).localAddress(new InetSocketAddress(PORT)).childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {// EasyNettyServerHandler被标注为@Sharable，所以总能使用同样的实例socketChannel.pipeline().addLast(serverHandler);}});// 异步地绑定服务器；调用sync()方法阻塞等到直到绑定完成ChannelFuture future = bootstrap.bind().sync();// 获取Channel的CloseFuture,并阻塞当前线程直到它完成future.channel().closeFuture().sync();} catch (Exception e) {log.error("Init netty server fail ", e);} finally {// 关闭EventLoopGroup，释放所有的资源group.shutdownGracefully().sync();}}
}

下面是服务器的主要代码组件：

EasyNettyServerHandler实现了业务逻辑

main()方法引导/初始化了服务器

引导过程所需要的步骤如下：

创建一个ServerBootstrap的实例以引导和绑定服务器
创建并分配一个NioEventLoopGroup实际以进行事件的处理，如接受新链接以及读、写数据
指定服务器绑定的本地InetSocketAddress
使用一个EasyNettyServerHandler的实例初始化一个新的Channel
调用ServerBootstrap.bind()方法绑定服务器

做完以上步骤，服务器已经初始化就绪，能被使用了。

2.编写客户端

客户端将会：

连接到服务器
发送一个或者多个消息
对于每个消息，等到并接受从服务器发回的相同的消息
关闭连接

编写客户端所涉及的两个主要代码部分也是业务逻辑和引导。

2.1 通过ChannelHandler实现客户端逻辑

在客户端将使用ChannelInboundHandler，扩展SimpleChannelInboundHandler类以处理所有必须得任务。一般需要重写以下方法：

channelActive()，在到服务器的连接已经建立之后将调用
channelRead0()，当从服务器接收到一条消息时被调用
exceptionCaught()，在处理过程中引发异常时被调用

// 标记该类的实例可以被多个Channel共享
@ChannelHandler.Sharable
public class EasyNettyClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {@Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {// 当被通知Channel是活跃的时候，发送一条消息ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("Hello Netty!", CharsetUtil.UTF_8));}@Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, ByteBuf byteBuf) throws Exception {// 记录已接收消息的转储System.out.println("Client received: " + byteBuf.toString(CharsetUtil.UTF_8));}@Overridepublic void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {// 在发生异常时，记录错误并关闭channel连接cause.printStackTrace();ctx.close();}
}

重写channelRead0()方法，即每当接收数据时，都会调用该方法。需要注意的是，由服务器发送的消息可能会被分块接收。如服务器发送了5字节，那么不能保证这5字节会被一次性接收。即便是这么少的数据，channelRead0()方法也可能被调用两次，第一次使用一个持有3字节的BuyeBuf,第二次使用一个持有2字节的ByteBuf。作为一个面向流的协议，TCP保证了字节数组将会按照服务器发送顺序去接收。

SimpleChannelInboundHandler与ChannelInboundHandler

这里的客户端为啥使用SimpleChannelInboundHandler，而不是ChannelInboundHandler？

在客户端，当channelRead0()方法完成时，已经有了传入消息且处理完它了。当该方法返回时，SimpleChannelInboundHandler负责释放指向保存该消息的Bytebuf的内存引用。

在EasyNettyServerHandler中，还需要将传入消息回送给发送者，而write()操作是一部的，直到channelRead()方法返回后可能仍然没有完成。为此，EasyNettyServerHandler扩展了ChannelInboundHandlerAdapter,其在这个时间点上不会释放消息。

消息在EasyNettyServerHandler的channelReadComplete()方法中，当writeAndFluseh()方法被调用时释放。