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netty知识点

news 来源：原创 2025/5/19 7:27:56

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最后再送一句：最好是学会了，而不是学废了！！

Netty 是一个高性能、异步事件驱动的网络应用框架，主要用于快速开发可维护的高性能服务器和客户端。以下是 Netty 的核心知识点，涵盖基础概念、关键组件、使用场景和优化技巧：

1. Netty 核心概念

1.1 Reactor 模式

单线程模型：所有 I/O 操作由一个线程处理（适用于低并发场景）。
多线程模型：一个 Acceptor 线程接收连接，多个 Worker 线程处理 I/O（Netty 默认）。
主从多线程模型：主 Reactor 负责连接，子 Reactor 负责读写（高并发场景）。

1.2 异步非阻塞

基于 NIO：通过 Selector 实现多路复用，避免线程阻塞。
Future/Promise：提供 ChannelFuture 监听异步操作结果。

2. Netty 核心组件

2.1 Channel

作用：网络连接的抽象，支持 NIO、OIO（阻塞式）、Local（本地）、Embedded（测试）。
常用实现：
- NioSocketChannel（客户端 TCP）。
- NioServerSocketChannel（服务端 TCP）。

2.2 EventLoop & EventLoopGroup

EventLoop：事件循环，处理 Channel 的 I/O 操作和任务。

EventLoopGroup：管理多个 EventLoop（如 NioEventLoopGroup）。

// 服务端通常配置两个Group：BossGroup（接收连接）和 WorkerGroup（处理I/O）
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

2.3 ChannelHandler

处理 I/O 事件：如数据读取、连接建立、异常捕获。
核心接口：
- ChannelInboundHandler：处理入站事件（如 channelRead()）。
- ChannelOutboundHandler：处理出站事件（如 write()）。
常用适配器：
- ChannelInboundHandlerAdapter（简化入站处理）。
- SimpleChannelInboundHandler（自动释放消息内存）。

2.4 ChannelPipeline

责任链模式：多个 ChannelHandler 组成处理链。
入站/出站流程：
- 入站（Inbound）：从 Socket 读取数据 → 依次经过 InboundHandler。
- 出站（Outbound）：写入 Socket → 逆向经过 OutboundHandler。

2.5 ByteBuf

高性能数据容器：替代 NIO 的 ByteBuffer。
特性：
- 池化（PooledByteBufAllocator）减少 GC。
- 支持直接内存（堆外内存）和堆内存。
- 引用计数自动释放（retain()/release()）。

3. 开发流程示例

3.1 服务端代码

public class NettyServer {public static void main(String[] args) {EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();try {ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();bootstrap.group(bossGroup, workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) {ch.pipeline().addLast(new MyServerHandler());}});ChannelFuture future = bootstrap.bind(8080).sync();future.channel().closeFuture().sync();} finally {bossGroup.shutdownGracefully();workerGroup.shutdownGracefully();}}
}// 自定义Handler
class MyServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {@Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) {System.out.println("收到消息: " + msg);ctx.writeAndFlush("Server回复: " + msg);}
}

3.2 客户端代码

public class NettyClient {public static void main(String[] args) {EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();try {Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();bootstrap.group(group).channel(NioSocketChannel.class).handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) {ch.pipeline().addLast(new MyClientHandler());}});ChannelFuture future = bootstrap.connect("127.0.0.1", 8080).sync();future.channel().closeFuture().sync();} finally {group.shutdownGracefully();}}
}class MyClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {@Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {ctx.writeAndFlush("Hello Server!");}@Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) {System.out.println("收到回复: " + msg);}
}

4. 关键特性与优化

4.1 零拷贝（Zero-Copy）

FileRegion：通过 FileRegion 传输文件，避免内存拷贝。
CompositeByteBuf：合并多个 Buffer，减少数据复制。

4.2 心跳机制

IdleStateHandler：检测连接空闲，触发心跳事件。

pipeline.addLast(new IdleStateHandler(30, 0, 0, TimeUnit.SECONDS));
pipeline.addLast(new HeartbeatHandler()); // 自定义心跳处理

4.3 编解码器

常用编解码：
- StringEncoder/StringDecoder：字符串编解码。
- ProtobufEncoder/ProtobufDecoder：Google Protocol Buffers。
自定义协议：继承 ByteToMessageDecoder 和 MessageToByteEncoder。