【.Net】DotNetty

文章目录

概述
NIO和BIO、AIO
DotNetty适用场景
DotNetty的整体架构和模块
DotNetty的使用示例
来源

概述

本系列文章主要讲述由微软Azure团队研发的.net的版本的netty，Dotnetty。所有的开发都将基于.net core 3.1版本进行开发。

Dotnetty是什么，原本Netty是由JBOSS提供的一个java开源框架后来由微软抄了一份.net的版本, 是业界最流行的NIO框架，整合了多种协议（包括FTP、SMTP、 HTTP等各种二进制文本协议）的实现经验，精心设计的框架，在多个大型商业项目中得到充分验证。

NIO和BIO、AIO

BIO（同步阻塞）：客户端在请求数据的过程中，保持一个连接，不能做其他事情。
在这里插入图片描述
NIO（同步非阻塞）：客户端在请求数据的过程中，不用保持一个连接，不能做其他事情。（不用保持一个连接，而是用许多个小连接，也就是轮询）

AIO（异步非阻塞）：客户端在请求数据的过程中，不用保持一个连接，可以做其他事情。（客户端做其他事情，数据来了等服务端来通知。）

DotNetty适用场景

DotNetty适用于高性能的网络编程场景，特别是需要高并发、低延迟的场景。以下是几个可能使用DotNetty的场景：

实时通信：如果您正在构建实时通信应用程序，例如聊天应用、实时协作平台等，DotNetty可以提供高性能、低延迟的基础设施，并支持自定义协议和消息格式。
游戏服务器：游戏服务器需要处理大量并发连接，而且需要快速响应玩家的操作。DotNetty可以提供高效的处理器和优化的消息传递，以保证游戏体验的流畅性和可扩展性。
IoT应用程序：IoT应用程序需要处理大量传感器和设备的数据，而且需要在较短的时间内对数据进行处理和分析。DotNetty可以提供高效的编解码器和处理器，以便更有效地处理传感器和设备数据。
大规模分布式系统：在大规模分布式系统中，节点之间需要进行高频的通信和数据传输。DotNetty可以提供高效的网络通信框架，以便更快地传输数据和执行操作。

举个例子，如果您正在构建一个远程存储系统，该系统需要处理大量同时连接和数据传输，那么DotNetty可能是一个很好的选择。通过使用DotNetty，您可以实现高性能、低延迟的数据传输，并可以自定义协议和消息格式来适应特定的应用场景。

DotNetty的整体架构和模块

DotNetty的整体架构设计基于Netty框架，是一个事件驱动的异步I/O框架，不同于传统的同步阻塞I/O框架。

在DotNetty中，所有网络事件都被封装成Netty的标准事件，并由事件循环线程池负责处理。事件循环线程池由两个线程池组成：Boss EventLoopGroup和 Worker EventLoopGroup。Boss EventLoopGroup负责管理并分配新连接到Worker EventLoopGroup中，而Worker EventLoopGroup则负责维护这些连接和处理读写事件。

DotNetty的整体架构可以分为以下四个部分：

Channel：通道是业务逻辑和网络逻辑之间的桥梁。在DotNetty中，所有的网络数据都通过Channel来进行传输。

EventLoop：事件循环是一个单独的线程，用来处理特定类型的事件。每个EventLoop都会绑定一个Selector，用于监听Channel中感兴趣的事件。当事件发生时，该EventLoop会被唤醒来处理该事件。

ChannelPipeline：通道管道是一系列的处理器链，用于处理输入和输出的数据流。在DotNetty中，所有的数据都经过这个管道，在这个管道上可以添加多个处理器来实现业务逻辑。

ChannelHandlerContext：通道处理器上下文包含了当前通道的所有状态信息，每个ChannelHandlerContext都与一个EventLoop相关联。在处理业务逻辑时，可以通过ChannelHandlerContext来发送数据、获取当前通道的状态等。

在DotNetty中，还有许多组件模块，其中比较重要的有：

Transport：传输层模块，用于处理不同协议的网络连接。

Codec：编解码模块，用于处理消息的编码和解码。

Handler：处理器模块，用于实现具体的业务逻辑。

Bootstrap：启动器模块，用于配置和启动应用程序。

DotNetty的使用示例

using System;
using System.Text;
using DotNetty.Buffers;
using DotNetty.Transport.Bootstrapping;
using DotNetty.Transport.Channels;
using DotNetty.Transport.Channels.Sockets;
namespace EchoServer
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var bossGroup = new MultithreadEventLoopGroup(1);
var workerGroup = new MultithreadEventLoopGroup();
try
{
var bootstrap = new ServerBootstrap();
bootstrap.Group(bossGroup, workerGroup)
.Channel<TcpServerSocketChannel>()
.Option(ChannelOption.SoBacklog, 100)
.Handler(new LoggingHandler("LISN"))
.ChildHandler(new ActionChannelInitializer<ISocketChannel>(channel =>
{
var pipeline = channel.Pipeline;
pipeline.AddLast(new LoggingHandler("CONN"));
pipeline.AddLast(new EchoServerHandler());
}));
var bindTask = bootstrap.BindAsync(8888);
bindTask.Wait();
Console.WriteLine($"Echo server started and listening on {bindTask.Result.LocalAddress}");
Console.ReadLine();
}
finally
{
workerGroup.ShutdownGracefullyAsync().Wait();
bossGroup.ShutdownGracefullyAsync().Wait();
}
}
}
class EchoServerHandler : SimpleChannelInboundHandler<IByteBuffer>
{
protected override void ChannelRead0(IChannelHandlerContext ctx, IByteBuffer msg)
{
Console.WriteLine($"Received message: {Encoding.UTF8.GetString(msg.ToArray())}");
ctx.WriteAndFlushAsync(Unpooled.CopiedBuffer(msg));
}
public override void ExceptionCaught(IChannelHandlerContext ctx, Exception e)
{
Console.WriteLine($"Exception caught: {e.Message}");
ctx.CloseAsync();
}
}
}