[Netty]服务端启动流程介绍

待我称王封你为后i 2022-04-23 14:26 350阅读 0赞

*作者：简书闪电侠  
链接：https://www.jianshu.com/p/ec3ebb396943  
来源：简书*

## 最小化服务端启动demo ##

我们先来看一下最小化服务端启动demo，我们直接来上代码，然后逐个解释

> NettyServer.java

public class NettyServer {
        public static void main(String[] args) {
            NioEventLoopGroup boosGroup = new NioEventLoopGroup();
            NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
    
            ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
            serverBootstrap
                    .group(boosGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .childHandler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
                        protected void initChannel(NioSocketChannel ch) {
                        }
                    });
    
            serverBootstrap.bind(8000);
        }
    }

*  首先看到，我们创建了两个`NioEventLoopGroup`，这两个对象可以看做是传统IO编程模型的两大线程组，`boosGroup`表示监听端口，创建新连接的线程组，`workerGroup`表示处理每一条连接的数据读写的线程组，不理解的同学可以看一下上一篇博文[Netty是什么？][Netty]。用生活中的例子来讲就是，一个工厂要运作，必然要有一个老板负责从外面接活，然后有很多员工，负责具体干活，老板就是`boosGroup`，员工们就是`workerGroup`，`boosGroup`接收完连接，扔给`workerGroup`去处理。
 *  接下来 我们创建了一个引导类 `ServerBootstrap`，这个类将引导我们进行服务端的启动工作，直接new出来开搞。
 *  我们通过`.group(boosGroup, workerGroup)`给引导类配置两大线程，这个引导类的线程模型也就定型了。
 *  然后，我们指定我们服务端的IO模型为`NIO`，我们通过`.channel(NioServerSocketChannel.class)`来指定IO模型，当然，这里也有其他的选择，如果你想指定IO模型为BIO，那么这里配置上`OioServerSocketChannel.class`类型即可，当然通常我们也不会这么做，因为Netty的优势就在于NIO。
 *  接着，我们调用`childHandler()`方法，给这个引导类创建一个`ChannelInitializer`，这里主要就是定义后续每条连接的数据读写，业务处理逻辑，不理解没关系，在后面我们会详细分析。`ChannelInitializer`这个类中，我们注意到有一个泛型参数`NioSocketChannel`，这个类呢，就是Netty对NIO类型的连接的抽象，而我们前面`NioServerSocketChannel`也是对NIO类型的连接的抽象，`NioServerSocketChannel`和`NioSocketChannel`的概念可以和BIO编程模型中的`ServerSocket`以及`Socket`两个概念对应上
 *  我们的最小化参数配置到这里就完成了，我们总结一下就是，要启动一个Netty服务端，必须要指定三类属性，分别是线程模型、IO模型、连接读写处理逻辑，有了这三者，之后在调用`bind(8000)`，我们就可以在本地绑定一个8000端口启动起来，以上这段代码读者可以直接拷贝到你的IDE中运行。

## 自动绑定递增端口 ##

在上面代码中我们绑定了8000端口，接下来我们实现一个稍微复杂一点的逻辑，我们指定一个起始端口号，比如1000，然后呢，我们从1000号端口往上找一个端口，直到这个端口能够绑定成功，比如1000端口不可用，我们就尝试绑定1001，然后1002，依次类推。

`serverBootstrap.bind(8000);`这个方法呢，它是一个异步的方法，调用之后是立即返回的，他的返回值是一个`ChannelFuture`，我们可以给这个`ChannelFuture`添加一个监听器`GenericFutureListener`，然后我们在`GenericFutureListener`的`operationComplete`方法里面，我们可以监听端口是否绑定成功，接下来是监测端口是否绑定成功的代码片段

serverBootstrap.bind(8000).addListener(new GenericFutureListener<Future<? super Void>>() {
        public void operationComplete(Future<? super Void> future) {
            if (future.isSuccess()) {
                System.out.println("端口绑定成功!");
            } else {
                System.err.println("端口绑定失败!");
            }
        }
    });

我们接下来从1000端口号，开始往上找端口号，直到端口绑定成功，我们要做的就是在 `if (future.isSuccess())`的else逻辑里面重新绑定一个递增的端口号，接下来，我们把这段绑定逻辑抽取出一个`bind`方法

private static void bind(final ServerBootstrap serverBootstrap, final int port) {
        serverBootstrap.bind(port).addListener(new GenericFutureListener<Future<? super Void>>() {
            public void operationComplete(Future<? super Void> future) {
                if (future.isSuccess()) {
                    System.out.println("端口[" + port + "]绑定成功!");
                } else {
                    System.err.println("端口[" + port + "]绑定失败!");
                    bind(serverBootstrap, port + 1);
                }
            }
        });
    }

然后呢，以上代码中最关键的就是在端口绑定失败之后，重新调用自身方法，并且把端口号加一，然后，在我们的主流程里面，我们就可以直接调用

bind(serverBootstrap, 1000)

读者可以自定修改代码，运行之后可以看到效果，最终会发现，端口成功绑定了在1024，从1000开始到1023，端口均绑定失败了，这是因为在我的MAC系统下，1023以下的端口号都是被系统保留了，需要ROOT权限才能绑定。

以上就是自动绑定递增端口的逻辑，接下来，我们来一起学习一下，服务端启动，我们的引导类`ServerBootstrap`除了指定线程模型，IO模型，连接读写处理逻辑之外，他还可以干哪些事情？

## 服务端启动其他方法 ##

### handler() 方法 ###

serverBootstrap.handler(new ChannelInitializer<NioServerSocketChannel>() {
        protected void initChannel(NioServerSocketChannel ch) {
            System.out.println("服务端启动中");
        }
    })

`handler()`方法呢，可以和我们前面分析的`childHandler()`方法对应起来，`childHandler()`用于指定处理新连接数据的读写处理逻辑，`handler()`用于指定在服务端启动过程中的一些逻辑，通常情况下呢，我们用不着这个方法。

### attr() 方法 ###

serverBootstrap.attr(AttributeKey.newInstance("serverName"), "nettyServer")

`attr()`方法可以给服务端的channel，也就是`NioServerSocketChannel`指定一些自定义属性，然后我们可以通过`channel.attr()`取出这个属性，比如，上面的代码我们指定我们服务端channel的一个`serverName`属性，属性值为`nettyServer`，其实说白了就是给`NioServerSocketChannel`维护一个map而已，通常情况下，我们也用不上这个方法。

那么，当然，除了可以给服务端channel `NioServerSocketChannel`指定一些自定义属性之外，我们还可以给每一条连接指定自定义属性

### childAttr() 方法 ###

serverBootstrap.childAttr(AttributeKey.newInstance("clientKey"), "clientValue")

上面的`childAttr`可以给每一条连接指定自定义属性，然后后续我们可以通过`channel.attr()`取出该属性，详情请看视频演示

### childOption() 方法 ###

serverBootstrap
            .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)
            .childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)

`childOption()`可以给每条连接设置一些TCP底层相关的属性，比如上面，我们设置了三种TCP属性，其中

*  `ChannelOption.SO_KEEPALIVE`表示是否开启TCP底层心跳机制，true为开启
 *  `ChannelOption.TCP_NODELAY`表示是否开始Nagle算法，true表示关闭，false表示开启，通俗地说，如果要求高实时性，有数据发送时就马上发送，就关闭，如果需要减少发送次数减少网络交互，就开启。

其他的参数这里就不一一讲解，有兴趣的同学可以去这个类里面自行研究。

### option() ###

除了给每个连接设置这一系列属性之外，我们还可以给服务端channel设置一些属性，最常见的就是so\_backlog，如下设置

serverBootstrap.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)

表示系统用于临时存放已完成三次握手的请求的队列的最大长度，如果连接建立频繁，服务器处理创建新连接较慢，可以适当调大这个参数

## 总结 ##

*  本文中，我们首先学习了Netty服务端启动的流程，一句话来说就是：创建一个引导类，然后给他指定线程模型，IO模型，连接读写处理逻辑，绑定端口之后，服务端就启动起来了。
 *  然后，我们学习到bind方法是异步的，我们可以通过这个异步机制来实现端口递增绑定。
 *  最后呢，我们讨论了Netty服务端启动额外的参数，主要包括给服务端channel或者channel设置属性值，设置底层TCP参数。

[Netty]: https://blog.csdn.net/w372426096/article/details/88580435