SpringBoot使用netty服务端和客户端

2022-06-21 05:30:19

Netty是由JBOSS提供的一个java开源框架。Netty提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具，用以快速开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序。也就是说，Netty 是一个基于NIO的客户、服务器端编程框架，使用Netty 可以确保你快速和简单的开发出一个网络应用，例如实现了某种协议的客户、服务端应用。Netty相当于简化和流线化了网络应用的编程开发过程，例如：基于TCP和UDP的socket服务开发。“快速”和“简单”并不用产生维护性或性能上的问题。Netty 是一个吸收了多种协议（包括FTP、SMTP、HTTP等各种二进制文本协议）的实现经验，并经过相当精心设计的项目。最终，Netty 成功的找到了一种方式，在保证易于开发的同时还保证了其应用的性能，稳定性和伸缩性

本文讲解SpringBoot如何使用Netty服务端和客户端的简单案例以及相关参数解释

一、Netty服务端

1、导入依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.netty</groupId>
    <artifactId>netty-all</artifactId>
    <version>4.1.36.Final</version>
</dependency>

2、编写Netty服务端处理器

/**
 * @author Gjing
 *
 * netty服务端处理器
 **/
@Slf4j
public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    /**
     * 客户端连接会触发
     */
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        log.info("Channel active......");
    }

    /**
     * 客户端发消息会触发
     */
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        log.info("服务器收到消息: {}", msg.toString());
        ctx.write("你也好哦");
        ctx.flush();
    }

    /**
     * 发生异常触发
     */
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }
}

3、编写Netty服务端初始化器

/**
 * @author Gjing
 *
 * netty服务初始化器
 **/
public class ServerChannelInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
        //添加编解码
        socketChannel.pipeline().addLast("decoder", new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));
        socketChannel.pipeline().addLast("encoder", new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8));
        socketChannel.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
    }
}

4、编写Netty服务启动

/**
 * @author Gjing
 * <p>
 * 服务启动监听器
 **/
@Slf4j
public class NettyServer {

    public void start(InetSocketAddress socketAddress) {
        //new 一个主线程组
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        //new 一个工作线程组
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup(200);
        ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap()
                .group(bossGroup, workGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .childHandler(new ServerChannelInitializer())
                .localAddress(socketAddress)
                //设置队列大小
                .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
                // 两小时内没有数据的通信时,TCP会自动发送一个活动探测数据报文
                .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
        //绑定端口,开始接收进来的连接
        try {
            ChannelFuture future = bootstrap.bind(socketAddress).sync();
            log.info("服务器启动开始监听端口: {}", socketAddress.getPort());
            future.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭主线程组
            bossGroup.shutdownGracefully();
            //关闭工作线程组
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

5、启动类

@SpringBootApplication
public class ServerApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServerApplication.class, args);
        //启动服务端
        NettyServer nettyServer = new NettyServer();
        nettyServer.start(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8090));
    }

}

6、启动结果

SpringBoot使用netty服务端和客户端

二、Netty客户端

1、添加依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.netty</groupId>
    <artifactId>netty-all</artifactId>
    <version>4.1.36.Final</version>
</dependency>

2、编写客户端处理器

/**
 * @author Gjing
 *
 * 客户端处理器
 **/
@Slf4j
public class NettyClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        log.info("客户端Active .....");
    }

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        log.info("客户端收到消息: {}", msg.toString());
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }
}

3、编写客户端初始化器

/**
 * @author Gjing
 * 客户端初始化器
 **/
public class NettyClientInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
        socketChannel.pipeline().addLast("decoder", new StringDecoder());
        socketChannel.pipeline().addLast("encoder", new StringEncoder());
        socketChannel.pipeline().addLast(new NettyClientHandler());
    }
}

4、编写客户端

/**
 * @author Gjing
 **/
@Slf4j
public class NettyClient {

    public void start() {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap()
                .group(group)
                //该参数的作用就是禁止使用Nagle算法，使用于小数据即时传输
                .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .handler(new NettyClientInitializer());

        try {
            ChannelFuture future = bootstrap.connect("127.0.0.1", 8090).sync();
            log.info("客户端成功....");
            //发送消息
            future.channel().writeAndFlush("你好啊");
            // 等待连接被关闭
            future.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }
}

5、启动类

@SpringBootApplication
public class ClientApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ClientApplication.class, args);
        //启动netty客户端
        NettyClient nettyClient = new NettyClient();
        nettyClient.start();
    }
}

6、启动结果

  • 客户端
    SpringBoot使用netty服务端和客户端
  • 服务端
    SpringBoot使用netty服务端和客户端

三、ChannelOption参数详解

1、ChannelOption.SO_BACKLOG

ChannelOption.SO_BACKLOG对应的是tcp/ip协议listen函数中的backlog参数，函数listen(int socketfd,int backlog)用来初始化服务端可连接队列，服务端处理客户端连接请求是顺序处理的，所以同一时间只能处理一个客户端连接，多个客户端来的时候，服务端将不能处理的客户端连接请求放在队列中等待处理，backlog参数指定了队列的大小

2、ChannelOption.SO_REUSEADDR

ChanneOption.SO_REUSEADDR对应于套接字选项中的SO_REUSEADDR，这个参数表示允许重复使用本地地址和端口，比如，某个服务器进程占用了TCP的80端口进行监听，此时再次监听该端口就会返回错误，使用该参数就可以解决问题，该参数允许共用该端口，这个在服务器程序中比较常使用，比如某个进程非正常退出，该程序占用的端口可能要被占用一段时间才能允许其他进程使用，而且程序死掉以后，内核一需要一定的时间才能够释放此端口，不设置SO_REUSEADDR就无法正常使用该端口。

3、ChannelOption.SO_KEEPALIVE

Channeloption.SO_KEEPALIVE参数对应于套接字选项中的SO_KEEPALIVE，该参数用于设置TCP连接，当设置该选项以后，连接会测试链接的状态，这个选项用于可能长时间没有数据交流的连接。当设置该选项以后，如果在两小时内没有数据的通信时，TCP会自动发送一个活动探测数据报文

4、ChannelOption.SO_SNDBUF和ChannelOption.SO_RCVBUF

ChannelOption.SO_SNDBUF参数对应于套接字选项中的SO_SNDBUF，ChannelOption.SO_RCVBUF参数对应于套接字选项中的SO_RCVBUF这两个参数用于操作接收缓冲区和发送缓冲区的大小，接收缓冲区用于保存网络协议站内收到的数据，直到应用程序读取成功，发送缓冲区用于保存发送数据，直到发送成功。

5、ChannelOption.SO_LINGER

ChannelOption.SO_LINGER参数对应于套接字选项中的SO_LINGER,Linux内核默认的处理方式是当用户调用close（）方法的时候，函数返回，在可能的情况下，尽量发送数据，不一定保证会发生剩余的数据，造成了数据的不确定性，使用SO_LINGER可以阻塞close()的调用时间，直到数据完全发送

6、ChannelOption.TCP_NODELAY

ChannelOption.TCP_NODELAY参数对应于套接字选项中的TCP_NODELAY,该参数的使用与Nagle算法有关,Nagle算法是将小的数据包组装为更大的帧然后进行发送，而不是输入一次发送一次,因此在数据包不足的时候会等待其他数据的到了，组装成大的数据包进行发送，虽然该方式有效提高网络的有效负载，但是却造成了延时，而该参数的作用就是禁止使用Nagle算法，使用于小数据即时传输，于TCP_NODELAY相对应的是TCP_CORK，该选项是需要等到发送的数据量最大的时候，一次性发送数据，适用于文件传输。

7、IP_TOS

IP参数，设置IP头部的Type-of-Service字段，用于描述IP包的优先级和QoS选项。

8、ALLOW_HALF_CLOSURE

Netty参数，一个连接的远端关闭时本地端是否关闭，默认值为False。值为False时，连接自动关闭；为True时，触发ChannelInboundHandler的userEventTriggered()方法，事件为ChannelInputShutdownEvent。

四、Netty的future.channel().closeFuture().sync();到底有什么用？

主线程执行到这里就 wait 子线程结束，子线程才是真正监听和接受请求的，closeFuture()是开启了一个channel的监听器，负责监听channel是否关闭的状态，如果监听到channel关闭了，子线程才会释放，syncUninterruptibly()让主线程同步等待子线程结果

本文只讲解了简单的基本使用，如果需要更深层的使用，可以前往官网学习，本demo源代码地址：SpringBoot-netty

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