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Netty(3)：核心部件：Transport 传输

分类: 文章 • 2024-12-01 09:01:28

Netty 核心部件：Transport 传输功能


JDK 中对于 NIO（java.nio）、OIO（java.net） 的网络编程 API 的差异很大，在进行程序移植时的难度比较大，而 Netty 对于 NIO、OIO 等提供了统一的 API 接口；
如对于 01. Netty 主要部件介绍 & Hello World 实例 中的 Hello World 实例，使用 NIO Channel 作为实现，假如要更换为 OIO Channel 实现，只需要做出很少量的该改动，如下：
EchoServer
 
......
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();             
bootstrap.group(workerGroup)                                    
        .channel(OioServerSocketChannel.class)           //使用 OIO ServerSocket 传输通道
        .localAddress(new InetSocketAddress((port)))            
......
EchoClient
 
.....
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
bootstrap.group(workerGroup)
        .channel(OioSocketChannel.class)     //使用 OIO Socket 传输通道
        .remoteAddress(new InetSocketAddress(host,port))
.....


Netty 支持的传输方式


NIO
由 io.netty.channel.socket.nio 包提供支持，基于 java.nio.channels 包，使用选择器作为基础实现，默认实现有如下：
    • NioServerSocketChannel：用于 TCP 协议的服务端；
    • NioSocketChannel：用于 TCP 协议的客户端；
    • NioDatagramChannel：用于 UDP 协议；
Non Blocking I/O 是最常用的方式，通过选择器提供了完全异步的方式操作所有的 I/O ；
NIO 方式通常用在高连接数的场景下；

OIO
由 io.netty.channel.socket.oio 包提供支持，基于 java.net 包，使用阻塞流作为基础实现，默认的实现如下：
    • OioServerSocketChannel：用于 TCP 协议的服务端；
    • OioSocketChannel：用于 TCP 协议的客户端；
    • OioDatagramChannel：用于 UDP 协议；
Old Blocking I/O 即阻塞 IO 操作，为面向流的 IO 操作，基于阻塞流为基础实现的同步流操作方式，虽然是旧式的 IO 方案，但是还是有一定的使用场景；
OIO 方式通常使用在需要阻塞 IO 、需要低延迟的使用场景，同时该场景为低连接数的；

Local
由 io.netty.channel.local 包提供支持，默认实现为 LocalChannel ；
Local 本地传输方式用于在 JVM 虚拟机之间进行本地通信；

Embedded
由 io.netty.channel.embedded 包提供支持，默认实现为 EmbeddedChannel;
Embedded 嵌入传输允许嵌入到一个 ChannelHandler 到另一个 ChannelHandler 的传输；
Embedded 方式通常用于测试 ChannelHandler 的实现；



Netty 用于传输的 API


Netty Transport API 的核心为 Channel 接口，由于进行所有进出站操作，如下：
Netty(3)：核心部件：Transport 传输
每一个 Channel 都会分配一个 ChannelPipeline 和 ChannelConfig，前者为容纳 ChannelHandler 链的容器，后者负责设置为储存 Channel 的配置，并允许在运行期更改这些配置；

ChannelHandler 负责进行出站、入站的具体逻辑处理操作，可以在运行期根据需要添加 ChannelHandler 实例到 ChannelPipeline，或者从 ChannelPipeline 删除相应的 ChannelHandler 实现高度灵活的 Netty 程序；

Channel 本身提供了很多方法，主要如下：
eventLoop() 返回分配给 Channel 的 EventLoop
pipeline() 返回分配给 Channel 的 ChannelPipeline
isActive() 返回 Channel 是否**，已**说明与远程连接对等
localAddress() 返回已绑定的本地 SocketAddress
remoteAddress() 返回已绑定的远程 SocketAddress
write() 写数据到远程客户端，数据通过 ChannelPipeline 传输过去
flush() 刷新先前的数据
writeAndFlush() 一个方便的方法用户调用 write()而后调用 flush()

如以下实例，演示写数据到远程客户端：
 
Channel channel = ...;            // 获取channel的引用
ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer("Hello Wrold!", CharsetUtil.UTF_8);      
ChannelFuture cf = channel.writeAndFlush(buf);           //写入缓冲区数据到 Channel，并刷新缓冲区
​
cf.addListener(new ChannelFutureListener() {           //添加 ChannelFuture 监听器，获取在IO操作完成后的通知
    @Override
    public void operationComplete(ChannelFuture future) {
        if (future.isSuccess()) {                
            System.out.println("Write successful");
        } else {
            System.err.println("Write error");    
            future.cause().printStackTrace();
        }
    }
});

Netty 的 Channel 本身是线程安全区的，可以被多个不同的线程同时操作，以下是一个实例：
 
final Channel channel = ...;                     // 获取channel的引用
final ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer("Hello World！",CharsetUtil.UTF_8).retain();   
​
Runnable writer = new Runnable() {               
    @Override
    public void run() {
        channel.writeAndFlush(buf.duplicate());
    }
};
​
Executor executor = Executors.newCachedThreadPool();
executor.execute(writer);         //将 Channel 写进一个线程
executor.execute(writer);         //将 Channel 写进另一个线程



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