Netty權威指南(第2版)（簡體書）

《Netty 指南（第2 版）》是異步非阻塞通信領域的經典之作，基于新版本的Netty 5.0 編寫，是很難得一見的深入介紹Netty 原理和架構的書籍，也是作者多年實戰經驗的總結和濃縮。內容不僅包含Java NIO入門知識、Netty 的基礎功能開發指導、編解碼框架定制等，還包括私有協議棧定制和開發、Netty 核心類庫源碼分析，以及Netty 的架構剖析。

李林鋒：Netty中國推廣者，現華為技術有限公司平臺中間件架構與設計部設計師，公司總裁技術創新獎獲得者。長期從事高性能通信軟件的架構設計和開發工作，有多年在NIO領域的設計、開發和運維經驗，精通NIO編程和Netty、Mina等主流NIO框架。目前負責華為軟件公司下一代SOA中間件和PaaS平臺的架構設計工作。

? ? 1、Hadoop、Storm、Spark、Facebook、Twitter、Ali baba都在使用Java高性能NIO通信框架Netty，本書告訴你Why，通過本書你可以全面、系統地理解Netty 架構設計理念，以及異步NIO 編程。1、Hadoop、Storm、Spark、Facebook、Twitter、Ali baba都在使用Java高性能NIO通信框架Netty，本書告訴你Why，通過本書你可以全面、系統地理解Netty 架構設計理念，以及異步NIO 編程。? ? 2、本書作者為一線專家，在產品中廣泛應用了Netty等NIO框架，具有豐富的多年實踐經驗，這就使得本書內容帶有很強的實踐性，讓你更全面快速掌握Java高并發異步通信的優先選擇?框架——Netty的用法。? ??3、本書版出版后受到業界的一致好評，應讀者的要求，第2版增加了MessagePack 編解碼、服務端創建、客戶端創建、高性能之道、可靠性、安全性等內容，內容更精彩。
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13.2.1Netty服务端创建时序图
下面我们对Netty服务端创建的关键步骤和原理进行讲解。
步骤1：创建ServerBootstrap实例。ServerBootstrap是Netty服务端的启动辅助类，它提供了一系列的方法用于设置服务端启动相关的参数。底层通过门面模式对各种能力进行抽象和封装，尽量不需要用户跟过多的底层API打交道，降低用户的开发难度。
我们在创建ServerBootstrap实例时，会惊讶地发现ServerBootstrap只有一个无参的构造函数，作为启动辅助类这让人不可思议，因为它需要与多个其他组件或者类交互。ServerBootstrap构造函数没有参数的根本原因是因为它的参数太多了，而且未来也可能会发生变化，为了解决这个问题，就需要引入Builder模式。《Effective Java》第二版第2条建议遇到多个构造器参数时要考虑用构建器，关于多个参数构造函数的缺点和使用构建器的优点大家可以查阅《Effective Java》,在此不再详述。
步骤2：设置并绑定Reactor线程池。Netty的Reactor线程池是EventLoopGroup，它实际就是EventLoop的数组。EventLoop的职责是处理所有注册到本线程多路复用器Selector上的Channel，Selector的轮询操作由绑定的EventLoop线程run方法驱动，在一个循环体内循环执行。值得说明的是，EventLoop的职责不仅仅是处理网络I/O事件，用户自定义的Task和定时任务Task也统一由EventLoop负责处理，这样线程模型就实现了统一。从调度层面看，也不存在在EventLoop线程中再启动其他类型的线程用于异步执行另外的任务，这样就避免了多线程并发操作和锁竞争，提升了I/O线程的处理和调度性能。
步骤3：设置并绑定服务端Channel。作为NIO服务端，需要创建ServerSocketChannel，Netty对原生的NIO类库进行了封装，对应实现是NioServerSocketChannel。对于用户而言，不需要关心服务端Channel的底层实现细节和工作原理，只需要指定具体使用哪种服务端Channel即可。因此，Netty的ServerBootstrap方法提供了channel方法用于指定服务端Channel的类型。Netty通过工厂类，利用反射创建NioServerSocketChannel对象。由于服务端监听端口往往只需要在系统启动时才会调用，因此反射对性能的影响并不大。相关代码如下。
public ServerBootstrap channel(Class< extends ServerChannel> channelClass) {
if (channelClass == null) {
throw new NullPointerException('channelClass');
}
return channelFactory(new ServerBootstrapChannelFactory(channelClass));
}
步骤4：链路建立的时候创建并初始化ChannelPipeline。ChannelPipeline并不是NIO服务端必需的，它本质就是一个负责处理网络事件的职责链，负责管理和执行ChannelHandler。网络事件以事件流的形式在ChannelPipeline中流转，由ChannelPipeline根据ChannelHandler的执行策略调度ChannelHandler的执行。典型的网络事件如下。
（1）链路注册；
（2）链路激活；
（3）链路断开；
（4）接收到请求消息；
（5）请求消息接收并处理完毕；
（6）发送应答消息；
（7）链路发生异常；
（8）发生用户自定义事件。
步骤5：初始化ChannelPipeline完成之后，添加并设置ChannelHandler。ChannelHandler是Netty提供给用户定制和扩展的关键接口。利用ChannelHandler用户可以完成大多数的功能定制，例如消息编解码、心跳、安全认证、TSL/SSL认证、流量控制和流量整形等。Netty同时也提供了大量的系统ChannelHandler供用户使用，比较实用的系统ChannelHandler总结如下。
（1）系统编解码框架——ByteToMessageCodec；
（2）通用基于长度的半包解码器——LengthFieldBasedFrameDecoder;
（3）码流日志打印Handler——LoggingHandler；
（4）SSL安全认证Handler——SslHandler；
（5）链路空闲检测Handler——IdleStateHandler；
（6）流量整形Handler——ChannelTrafficShapingHandler;
（7）Base64编解码——Base64Decoder和Base64Encoder。
创建和添加ChannelHandler的代码示例如下。
.childHandler(new ChannelInitializer() {
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch)
throws Exception {
ch.pipeline().addLast(
new EchoServerHandler());
}
});
步骤6：绑定并启动监听端口。在绑定监听端口之前系统会做一系列的初始化和检测工作，完成之后，会启动监听端口，并将ServerSocketChannel注册到Selector上监听客户端连接，相关代码如下。
protected void doBind(SocketAddress localAddress) throws Exception {
javaChannel().socket().bind(localAddress, config.getBacklog());
}
步骤7：Selector轮询。由Reactor线程NioEventLoop负责调度和执行Selector轮询操作，选择准备就绪的Channel集合，相关代码如下。
private void select() throws IOException {
Selector selector = this.selector;
try {

//此处代码省略......
int selectedKeys = selector.select(timeoutMillis);
selectCnt ;
//此处代码省略......
}
步骤8：当轮询到准备就绪的Channel之后，就由Reactor线程NioEventLoop执行ChannelPipeline的相应方法，终调度并执行ChannelHandler，接口如图13-2所示。
步骤9：执行Netty系统ChannelHandler和用户添加定制的ChannelHandler。ChannelPipeline根据网络事件的类型，调度并执行ChannelHandler，相关代码如下。
public ChannelHandlerContext fireChannelRead(Object msg) {
DefaultChannelHandlerContext next = findContextInbound(MASK_CHANNEL_READ);
next.invoker.invokeChannelRead(next, msg);
return this;
}