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Netty系列之源码解析（一）

名师猿灯塔

2020-05-06

导读：猿灯塔“365篇Java技术原创计划”

今天是猿灯塔“365篇原创计划”第一篇。

接下来的时间灯塔君持续更新Netty系列一共九篇

当前：Netty 源码解析（一）开始

Netty 源码解析（二）: Netty 的 Channel

Netty 源码解析（三）: Netty 的 Future 和 Promise

Netty 源码解析（四）: Netty 的 ChannelPipeline

Netty 源码解析（五）: Netty 的线程池分析

Netty 源码解析（六）: Channel 的 register 操作

Netty 源码解析（七）: NioEventLoop 工作流程

Netty 源码解析（八）: 回到 Channel 的 register 操作

Netty 源码解析（九）: connect 过程和 bind 过程分析

今天呢！灯塔君跟大家讲：

Netty 源码解析（一）

前言:本文将介绍Netty,Java平台上使用最广泛的 NIO 包,它是对JDK中的NIO实现的一层封装,让我们能更方便地开发NIO程序。其实,Netty 不仅仅是NIO吧,但是基本上大家都冲着NIO来的。

灯塔君感觉国内对于Netty的吹嘘是有点过了,主要是很多人靠它吃饭,要么是搞培训的,要么是出书的,恨不得把 Netty 吹上天去,这种现象也是挺不好的,反而使得初学者觉得Netty是什么高深的技术一样。

Netty的源码不是很简单,因为它比较多,而且各个类之间的关系错综复杂,很多人说它的源码很好,这点灯塔君觉得一般,真要说好代码,还得Doug Lea的并发源码比较漂亮,一行行都是精华,不过它们是不同类型的,也没什么好对比的。

Netty源码好就好在它的接口使用比较灵活,往往接口好用的框架,源码都不会太简单。

本文将立足于源码分析,如果读者已经对Netty有些了解,或者使用过,那就更好了。

本文只介绍TCP相关的内容,Netty对于其他协议的支持,不在本文的讨论范围内。
和并发包的源码分析不一样,我不可能一行一行源码说,所以有些异常分支是会直接略过,除非我觉得需要介绍。
Netty源码一直在更新,各版本之间有些差异,我是按照2018-09-06的最新版本 4.1.25.Final 来进行介绍的。

建议初学者在看完本文以后，可以去翻翻《Netty In Action》，网上也可以找到中文文字版的。

PART

准备

学习源码,一开始肯定是准备环境。

灯塔君喜欢用maven,也喜欢Spring Boot,所以我一般先到https://start.spring.io/准备一个最简单的脚手架。

10秒搞定脚手架,然后就是导入到Intellij 中,如果用新版本的Spring Boot,可能还需要等待下载依赖,期间打开https://mvnrepository.com/搜索马上要用到的maven依赖。

Netty分为好些模块,有netty-handler,netty-buffer、netty-transport、netty-common 等等也有一个netty-all,它包含了所有的模块。

既然我们是源码分析,那么自然是用一个最简单的。netty-all不是最好的选择,netty-example才是：

1<dependency>
2   <groupId>io.netty</groupId>
3   <artifactId>netty-example</artifactId>
4   <version>4.1.25.Final</version>
5</dependency>

它不仅可以解决我们的依赖,而且example里面的示例非常适合我们学习使用。

PART

Echo例子

Netty作为NIO的库,自然既可以作为服务端接受请求,也可以作为客户端发起请求.使用Netty开发客户端或服务端都是非常简单的,Netty做了很好的封装,我们通常只要开发一个或多个handler用来处理我们的自定义逻辑就可以了。

下面,我们来看一个经常会见到的例子,它叫Echo,也就是回声,客户端传过去什么值,服务端原样返回什么值。

   
   
   
    开netty-example的源码把echo包下面的代码复制出来玩一玩。

左边是服务端代码，右边是客户端代码。

上面的代码基本就是模板代码,每次使用都是这一个套路,唯一需要我们开发的部分是handler(...)和childHandler(...)方法中指定的各个handler,如EchoServerHandler和EchoClientHandler,当然Netty源码也给我们提供了很多的handler,比如上面的 LoggingHandler,它就是Netty源码中为我们提供的,需要的时候直接拿过来用就好了。

我们先来看一下上述代码中涉及到的一些内容：

ServerBootstrap类用于创建服务端实例,Bootstrap用于创建客户端实例。
两个EventLoopGroup:bossGroup和workerGroup,它们涉及的是Netty的线程模型,可以看到服务端有两个group而客户端只有一个,它们就是Netty中的线程池。
Netty中Channel,没有直接使用Java原生的ServerSocketChannel和SocketChannel,而是包装了NioServerSocketChannel和NioSocketChannel与之对应。

   
   
   
     当然，也有对其他协议的支持，如支持UDP协议的 NioDatagramChannel本文只关心TCP相关的。

左边handler(...)方法指定了一个handler(LoggingHandler),这个handler是给服务端收到新的请求的时候处理用的,右边handler(...)方法指定了客户端处理请求过程中需要使用的handlers。

如果你想在EchoServer中也指定多个handler也可以像右边的EchoClient一样使用ChannelInitializer

左边childHandler(…) 指定了childHandler,这边的handlers是给新创建的连接用的,我们知道服务端ServerSocketChannel在accept一个连接以后,需要创建SocketChannel的实例,childHandler(…)中设置的handler就是用于处理新创建的SocketChannel的,而不是用来处理ServerSocketChannel实例的。
pipeline:handler可以指定多个(需要上面的ChannelInitializer类辅助),它们会组成了一个 pipeline,它们其实就类似拦截器的概念,现在只要记住一点每个NioSocketChannel或NioServerSocketChannel实例内部都会有一个pipeline实例pipeline中还涉及到handler 的执行顺序。
ChannelFuture:这个涉及到Netty中的异步编程,和JDK中的Future接口类似。