2.0 Netty入门案例

2018-04-25 00:52:23 13,707 4

在本节中，我们将前面讲解NIO编程时的时间服务案例，改成用Netty来实现。TimeClient发送“QUERY TIME ORDER”请求，TimeServer接受到这个请求后，返回当前时间。

Server端代码

TimeServer

时间服务器TimeServer在8080端口监听客户端请求，如下

public class TimeServer {
    private int port=8080;
    public void run() throws Exception {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); // (1)
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); // (2)
            b.group(bossGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class) // (3)
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { // (4)
                        @Override
                        public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(new LineBasedFrameDecoder(1024));
                            ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());
                            ch.pipeline().addLast(new TimeServerHandler());
                        }
                    });
           
            ChannelFuture f = b.bind(port).sync(); // (5)
            System.out.println("TimeServer Started on 8080...");
            f.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            workerGroup.shutdownGracefully();
            bossGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new TimeServer().run();
    }
}

说明：

1、首先我们创建了两个EventLoopGroup实例：bossGroup和workerGroup，目前可以将bossGroup和workerGroup理解为两个线程池。其中bossGroup用于接受客户端连接，bossGroup在接受到客户端连接之后，将连接交给workerGroup来进行处理。

2、接着，我们创建了一个ServerBootstrap实例，从名字上就可以看出来这是一个服务端启动类，我们需要给设置一些参数，包括第1步创建的bossGroup和workerGroup。

3、我们通过channel方法指定了NioServerSocketChannel，这是netty中表示服务端的类，用于接受客户端连接，对应于java.nio包中的ServerSocketChannel。

4、我们通过childHandler方法，设置了一个匿名内部类ChannelInitializer实例，用于初始化客户端连接SocketChannel实例。在第3步中，我们提到NioServerSocketChannel是用于接受客户端连接，在接收到客户端连接之后，netty会回调ChannelInitializer的initChannel方法需要对这个连接进行一些初始化工作，主要是告诉netty之后如何处理和响应这个客户端的请求。在这里，主要是添加了3个ChannelHandler实例：LineBasedFrameDecoder、StringDecoder、TimeServerHandler。其中LineBasedFrameDecoder、StringDecoder是netty本身提供的，用于解决TCP粘包、解包的工具类。

LineBasedFrameDecoder在解析客户端请求时，遇到字符”\n”或”\r\n”时则认为是一个完整的请求报文，然后将这个请求报文的二进制字节流交给StringDecoder处理。
StringDecoder将字节流转换成一个字符串，交给TimeServerHandler来进行处理。
TimeServerHandler是我们自己要编写的类，在这个类中，我们要根据用户请求返回当前时间。

5、在所有的配置都设置好之后，我们调用了ServerBootstrap的bind(port)方法，开启真正的监听在8080端口，接受客户端请求。

TimeServerHandler

TimeServerHandler用户处理客户端的请求，每当接收到"QUERY TIME ORDER”请求时，就返回当前时间，否则返回"BAD REQUEST”。

public class TimeServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
   @Override
   public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { // 1
      String request = (String) msg; //2
      String response = null;
      if ("QUERY TIME ORDER".equals(request)) { // 3
         response = new Date(System.currentTimeMillis()).toString();
      } else {
         response = "BAD REQUEST";
      }
      response = response + System.getProperty("line.separator”); // 4
      ByteBuf resp = Unpooled.copiedBuffer(response.getBytes()); // 5
      ctx.writeAndFlush(resp); // 6
   }
}

说明：

1、TimeServerHandler继承了ChannelInboundHandlerAdapter，并覆盖了channelRead方法，当客户端发送了请求之后，channelRead方法会被回调。参数ChannelHandlerContext包含了当前发送请求的客户端的一些上下文信息，msg表示客户端发送的请求信息。

2、我们直接msg强制转换成了String类型。这是因为我们在前面已经添加过了StringDecoder，其已经将二进制流转换成了一个字符串

3、构建响应。会判断请求是否合法，如果请求信息是"QUERY TIME ORDER”，则返回当前时间，否则返回"BAD REQUEST”

4、在响应内容中加上了System.getProperty("line.separator”)，也就是所谓的换行符。在linux操作系统中，就是”\n”，在windows操作系统是”\r\n”。加上换行符，主要是因为客户端也要对服务端的响应进行解码，当遇到一个换行符时，就认为是一个完整的响应。

5、调用了Unpooled.copiedBuffer方法创建了一个缓冲区对象ByteBuf。在java nio包中，使用ByteBuffer类来表示一个缓冲区对象。在netty中，使用ByteBuf表示一个缓冲区对象。在后面的章节中，我们会对ByteBuf进行详细讲解。

6、调用ChannelHandlerContext的writeAndFlush方法，将响应刷新到客户端

Client端代码

TimeClient

TimeClient负责与服务端的8080端口建立连接

public class TimeClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String host = "localhost";
        int port = 8080;
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            Bootstrap b = new Bootstrap(); // (1)
            b.group(workerGroup); // (2)
            b.channel(NioSocketChannel.class); // (3)
            b.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {// (4)
                @Override
                public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                    ch.pipeline().addLast(new LineBasedFrameDecoder(1024));
                    ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());
                    ch.pipeline().addLast(new TimeClientHandler());
                }
            });
            // Start the client.
            ChannelFuture f = b.connect(host, port).sync(); // (5)
            // Wait until the connection is closed.
            f.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

说明：

1、首先我们创建了一个Bootstrap实例，与ServerBootstrap相对应，这表示一个客户端的启动类

2、我们调用group方法给Bootstrap实例设置了一个EventLoopGroup实例。前面提到，EventLoopGroup的作用是线程池。前面在创建ServerBootstrap时，设置了一个bossGroup，一个wrokerGroup，这样做主要是为将接受连接和处理连接请求任务划分开，以提升效率。对于客户端而言，则没有这种需求，只需要设置一个EventLoopGroup实例即可。

3、通过channel方法指定了NioSocketChannel，这是netty在nio编程中用于表示客户端的对象实例。

4、类似server端，在连接创建完成，初始化的时候，我们也给SocketChannel添加了几个处理器类。其中TimeClientHandler是我们自己编写的给服务端发送请求，并接受服务端响应的处理器类。

5、所有参数设置完成之后，调用Bootstrap的connect(host, port)方法，与服务端建立连接。

TimeClientHandler

TimeClientHandler主要用于给Server端发送"QUERY TIME ORDER”请求，并接受服务端响应。

public class TimeClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    private byte[] req=("QUERY TIME ORDER" + System.getProperty("line.separator")).getBytes();
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {//1
        ByteBuf message = Unpooled.buffer(req.length);
        message.writeBytes(req);
        ctx.writeAndFlush(message);
    }
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        String body = (String) msg;
        System.out.println("Now is:" + body);
    }
}

说明：

1、TimeClientHandler继承了ChannelInboundHandlerAdapter，并同时覆盖了channelActive和channelRead方法。

当客户端与服务端连接建立成功后，channelActive方法会被回调，我们在这个方法中给服务端发送"QUERY TIME ORDER”请求。
当接受到服务端响应后，channelRead方法会被会回调，我们在这个方法中打印出响应的时间信息。

运行案例

首先启动服务端，控制台输出：

TimeServer Started on 8080...

接着启动客户端，控制要输出：

Now is:Wed Apr 25 00:39:14 CST 2018

至此，我们入门案例已经完成。

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