Netty是一个高性能 事件驱动的异步的非堵塞的IO(NIO)框架，用于建立TCP等底层的连接，基于Netty可以建立高性能的Http服务器。支持HTTP、 WebSocket 、Protobuf、 Binary TCP |和UDP，Netty已经被很多高性能项目作为其Socket底层基础，如HornetQ Infinispan Vert.x

Play Framework Finangle和 Cassandra。其竞争对手是：Apache MINA和 Grizzly。

传统堵塞的IO读取如下：

InputStream is = new FileInputStream("input.bin");int byte = is.read();// 当前线程等待结果到达直至错误

而使用NIO如下：

while (true) { 　selector.select(); // 从多个通道请求事件 　Iterator it = selector.selectedKeys().iterator(); 　while (it.hasNext()) { 　　SelectorKey key = (SelectionKey) it.next(); 　　handleKey(key); 　　it.remove(); 　 } ｝

传统硬件的堵塞如下，从内存中读取数据，然后写到磁盘，而CPU一直等到磁盘写完成，磁盘的写操作是慢的，这段时间CPU被堵塞不能发挥效率。

使用非堵塞的DMA如下图：CPU只是发出写操作这样的指令，做一些初始化工作，DMA具体执行，从内存中读取数据，然后写到磁盘，当完成写后发出一个中断事件给CPU。这段时间CPU是空闲的，可以做别的事情。这个原理称为Zero.copy零拷贝。

Netty底层基于上述Java NIO的零拷贝原理实现：

比较

Tomcat是一个Web服务器，它是采取一个请求一个线程，当有1000客户端时，会耗费很多内存。通常一个线程将花费 256kb到1mb的stack空间。

Node.js是一个线程服务于所有请求，在错误处理上有限制

Netty是一个线程服务于很多请求，如下图，当从Java NIO获得一个Selector事件，将激活通道Channel。

演示

Netty的使用代码如下：

Channel channel = ...ChannelFuture cf = channel.write(data);cf.addListener(　　new ChannelFutureListener() { 　　　@Override 　　　public void operationComplete(ChannelFuture future)　throws Exception { 　　　　　if(!future.isSuccess() { 　　　　　　　　future.cause().printStacktrace(); 　　　　　　　　... 　　　　　 } 　　　　　... 　　　 }});...cf.sync();

通过引入观察者监听，当有数据时，将自动激活监听者中的代码运行。

我们使用Netty建立一个服务器代码：

public class EchoServer { private final int port; public EchoServer(int port) { this.port = port; } public void run() throws Exception { // Configure the server.  EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); try { ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); b.group(bossGroup, workerGroup).channel (NioServerSocketChannel.class) .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 100)  .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO)).childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override  public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ch.pipeline().addLast(  // new LoggingHandler(LogLevel.INFO),  new EchoServerHandler()); } } ); // Start the server.  ChannelFuture f = b.bind(port).sync(); // Wait until the server socket is closed.  f.channel().closeFuture().sync(); } finally { // Shut down all event loops to terminate all threads.  bossGroup.shutdownGracefully(); workerGroup.shutdownGracefully(); } }}

这段代码调用：在9999端口启动

new EchoServer(9999).run();

我们需要完成的代码是EchoServerHandler：

public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { private static final Logger logger = Logger.getLogger(EchoServerHandler.class.getName()); @Override  public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { ctx.write(msg); } @Override  public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { ctx.flush(); } @Override  public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) { // Close the connection when an exception is raised.  logger.log(Level.WARNING, "Unexpected exception from downstream.", cause); ctx.close(); }}

一个Netty服务器的原理如下：

图中每次请求的读取是通过UpStream来实现，然后激活我们的服务逻辑如EchoServerHandler，而服务器向外写数据，也就是响应是通过DownStream实现的。每个通道Channel包含一对UpStream和DownStream，以及我们的handlers（EchoServerHandler），如下图，这些都是通过channel pipeline封装起来的，数据流在管道里流动，每个Socket对应一个ChannelPipeline。

CHANNELPIPELINE是关键，它类似Unix的管道，有以下作用：

为每个Channel 保留 ChannelHandlers ，如EchoServerHandler

所有的事件都要通过它

不断地修改：类似unix的SH管道： echo "Netty is shit...." | sed -e 's/is /is the /'

一个Channel对应一个 ChannelPipeline

包含协议编码解码 安全验证SSL/TLS和应用逻辑

客户端代码

前面我们演示了服务器端代码，下面是客户端代码：

public class EchoClient { private final String host; private final int port; private final int firstMessageSize; public EchoClient(String host, int port, int firstMessageSize) { this.host = host; this.port = port; this.firstMessageSize = firstMessageSize; } public void run() throws Exception { // Configure the client.  EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); try { Bootstrap b = new Bootstrap(); b.group(group).channel(NioSocketChannel.class) .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true).handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override  public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ch.pipeline().addLast(  // new LoggingHandler(LogLevel.INFO),  new EchoClientHandler(firstMessageSize)); } } ); // Start the client.  ChannelFuture f = b.connect(host, port).sync(); // Wait until the connection is closed.  f.channel().closeFuture().sync(); } finally { // Shut down the event loop to terminate all threads.  group.shutdownGracefully(); } }}

客户端的应用逻辑EchoClientHandler：

public class EchoClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { private static final Logger logger = Logger.getLogger(EchoClientHandler.class.getName()); private final ByteBuf firstMessage; /** * Creates a client-side handler. */ public EchoClientHandler(int firstMessageSize) { if (firstMessageSize <= 0) { throw new IllegalArgumentException("firstMessageSize: " + firstMessageSize); } firstMessage = Unpooled.buffer(firstMessageSize); for (int i = 0; i < firstMessage.capacity(); i++) { firstMessage.writebyte((byte) i); } } @Override  public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) { ctx.writeAndFlush(firstMessage); System.out.print("active"); } @Override  public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { ctx.write(msg); System.out.print("read"); } @Override  public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { ctx.flush(); System.out.print("readok"); } @Override  public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) { // Close the connection when an exception is raised.  logger.log(Level.WARNING, "Unexpected exception from downstream.", cause); ctx.close(); }}

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