Netty 核心组件

清疚 2022-10-24 13:23 339阅读 0赞

# Netty 核心组件 #

## 1. 前言 ##

本节我们主要从整体上了解 Netty 有哪些核心组件，很多同学学习完 Netty 虽然会使用，但是只知道如何自定义 Handler 而已，根本不清楚 Netty 有哪些核心的组件。

本节的主要目的是，从整体上概括 Netty 的核心组件，有助于深入了解 Netty 以及关于 Netty 的面试。

## 2. 核心组件 ##

Netty 的核心模块组件主要分为以下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>组件模块</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Boostrap</td> 
   <td>Bootstrap 其实就是启动的意思，主要用来配置 Netty 的相关配置，串联各个组件，针对客户端。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ServerBootstrap</td> 
   <td>同上，只是它是针对服务端。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>线程模型</td> 
   <td>了解 Reactor 线程模型。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>EventLoopGroup</td> 
   <td>是一组 EventLoop 的抽象，可以简单理解就是线程池，一般分为 BossEventLoopGroup 和 WorkerEventLoopGroup。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ChannelFuture</td> 
   <td>Netty 的所有 IO 操作都是异步的，通过注册监听器来监听执行结果的返回。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Channel</td> 
   <td>Netty 的网络通信组件，客户端和服务端建立连接之后会维持一个 Channel。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ChannelHandlerContext</td> 
   <td>保存 Channel 对于的上下文，同时关联一个 ChannelHandler 对象。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ChannelHandler</td> 
   <td>自定义业务 Handler 需要实现它或它的子类，提供了一套生命周期的方法。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ChannelPipeline</td> 
   <td>ChannelPipeline 可认为是一个管道，是管理业务 Handler，通俗理解是保存 ChannelHandler 的 List 集合。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ByteBuf</td> 
   <td>ByteBuf 是一个字节容器，提供了常见 api。Netty 是面向 ByteBuf 来传输数据的。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>编码和解码</td> 
   <td>Netty 内置了常见编解码器，我们也可以自定义自己的编解码器。并且可以把编解码器封装成独立的 Handler，简化繁琐的流程。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>拆包和粘包问题</td> 
   <td>了解为什么会出现拆包和粘包问题，如何去解决它，以及 Netty 内置了常见的拆包器。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

总结，以上组件（或者知识点）是 Netty 知识体系里面的核心，并且也是面试当中经常问的内容，有的只需要配置一下即可，很少需要我们去管（如：EventLoopGroup）；有的需要我们去自定义扩展。

**核心组件架构图：**  
![图片描述][0a692197847a5d4ca84257ad57a8198e.png]

在真实开发当中，需要我们去解决的问题，主要如下：

1.  使用 ChannelPipeline 管理自定义 ChannelHandler；
2.  业务实体和 ByteBuf 之间的转换；
3.  借助第三方序列化技术、自定义通信协议规则、反射等，自定义编码和解码器，使用通用实体；
4.  如何解决拆包和粘包问题，其发生的原因是什么，如果解决。

## 3. 组件详解 ##

Netty 的它优势在于，它是配置化的开发，仅仅靠简单的配置，背后就能实现很复杂的逻辑。但是通常情况下我们很难去了解其背后的原理。下面我们主要挑选开发当中比较常见的组件进行讲解。

### 3.1 ChannelHandler ###

ChannelHandler 是一个接口，处理 IO 事件，可以简单的理解它是一个链表当中的一个节点，它的 UML 图如下所示：  
![图片描述][e4d7b205cb0577e5be8eefedf2f9e61b.png]

**ChannelHandler 架构图说明：**

1.  ChannelHandler 两个子接口，分别是 ChannelInboundHandler 和 ChannelOutboundHandler；其中 ChannelInboundHandler 主要用于处理入站的 I/O 事件；ChannelOutboundHandler 用于处理出站的 I/O 事件；
2.  ChannelInboundHandler 的实现类 ChannelInboundHandlerAdapter 处理入站 I/O 事件；
3.  ChannelOutboundHandler 的实现类 ChannelOutboundHandlerAdapter 处理出站 I/O 事件；

在开发当中，`ChannelInboundHandlerAdapter` 是使用最多的，其它很少直接使用。值得注意的是 I/O 入站和出站的执行顺序，这个跟 SpringMVC 的拦截器的执行顺序一样。

### 3.2. ChannelPipeline ###

ChannelPipeline 是一个比较核心的知识点，它底层设计是采用**责任链设计模式**，主要作用是管理 Handler 双向链表，包括入站和出站，主要是拦截 inboud 和 outbound 事件，然后每个 handler 节点负责处理具体逻辑。  
![图片描述][24c6dbf0051520e67f658295ca15970c.png]

**关系梳理：**

1.  一个客户端对应一个 Channel；
2.  一个 Channel 对应一个 ChannelPipeline；
3.  一个 ChannelPipeline 又维护了一个双向链表，其中链表的节点是 `ChannelHandlerContext`；
4.  一个 `ChannelHandlerContext` 则关联一个 `ChannelHandler`（自定义 Handler）；
5.  ChannelHandler 则是自定义 Handler 的一个顶级抽象接口。

**入站和出站的顺序：**

1.  **入站：** 事件会从链表的头部一直往后执行，`ChannelInboundHandlerAdapter` 子类会被触发；
2.  **出站：** 事件会从链表的尾部一直往前执行，`ChannelOutboundHandlerAdapter` 子类会被触发。

## 4. 小结 ##

本节内容，主要让大家从整体上了解 Netty 有哪些核心的组件构成，每个主要的作用是什么，主要是方便后面章节深入学习。其中，核心掌握 ChannelHandler 和 ChannelPipeline 这两个组件，平时开发当中涉及比较多的就是这两个组件。

1.  掌握 ChannelHandler 的 UML 架构关系；
2.  掌握入站和出站分别继承 ChannelInboundHandlerAdapter 和 ChannelOutboundHandlerAdapter；
3.  掌握 ChannelPipeline 和 ChannelHandler 之间的关系；
4.  掌握入站和出站的执行顺序。

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