1.Netty基础篇2-Netty核心模块组件
2.Netty源码解析 -- FastThreadLocal与HashedWheelTimer
3.Netty源码-一分钟掌握4种tcp粘包解决方案

Netty基础篇2-Netty核心模块组件

       欢迎大家关注?码下github.com/hsfxuebao?，希望对大家有所帮助，码下要是码下觉得可以的话麻烦给点一下Star哈

1. Bootstrap 和 ServerBootstrap

       Bootstrap 意思是引导，一个 Netty 应用通常由一个 Bootstrap 开始，码下主要作用是码下配置整个 Netty 程序，串联各个组件，码下空转多头 建仓完毕 源码Netty 中 Bootstrap 类是码下客户端程序的启动引导类，ServerBootstrap 是码下服务端启动引导类

       常见的方法有:

public?ServerBootstrap?group(EventLoopGroup?parentGroup,?EventLoopGroup?childGroup)，该方法用于服务器端，码下用来设置两个?码下EventLooppublic?B?group(EventLoopGroup?group)?，该方法用于客户端，码下用来设置一个?码下EventLooppublic?B?channel(Class<extends?C>?channelClass)，该方法用来设置一个服务器端的码下通道实现public?<T>?B?option(ChannelOption<T>?option,?T?value)，用来给?码下ServerChannel?添加配置public?<T>?ServerBootstrap?childOption(ChannelOption<T>?childOption,?T?value)，用来给接收到的码下通道添加配置public?ServerBootstrap?childHandler(ChannelHandler?childHandler)，该方法用来设置业务处理类（自定义的?handler）public?ChannelFuture?bind(int?inetPort)?，该方法用于服务器端，用来设置占用的端口号public?ChannelFuture?connect(String?inetHost,?int?inetPort)?，该方法用于客户端，用来连接服务器端2. Future 和 ChannelFutures

       Netty 中所有的 IO 操作都是异步的，不能立刻得知消息是否被正确处理。但是可以过一会等它执行完成或者直接注册一个监听，具体的实现就是通过 Future 和 ChannelFutures，他们可以注册一个监听，当操作执行成功或失败时监听会自动触发注册的建站之星的源码监听事件

       常见的方法有:

Channel?channel()，返回当前正在进行?IO?操作的通道ChannelFuture?sync()，等待异步操作执行完毕3. Channel

       Netty 网络通信的组件，能够用于执行网络 I/O 操作。

       通过Channel 可获得当前网络连接的通道的状态

       通过Channel 可获得 网络连接的配置参数 （例如接收缓冲区大小）

       Channel 提供异步的网络 I/O 操作(如建立连接，读写，绑定端口)，异步调用意味着任何 I/O 调用都将立即返回，并且不保证在调用结束时所请求的 I/O 操作已完成

       调用立即返回一个 ChannelFuture 实例，通过注册监听器到 ChannelFuture 上，可以 I/O 操作成功、失败或取消时回调通知调用方

       支持关联 I/O 操作与对应的处理程序

       不同协议、不同的阻塞类型的连接都有不同的 Channel 类型与之对应，常用的 Channel 类型:

       NioSocketChannel，异步的客户端 TCP Socket 连接。

       NioServerSocketChannel，异步的服务器端 TCP Socket 连接。

       NioDatagramChannel，异步的 UDP 连接。

       NioSctpChannel，异步的客户端 Sctp 连接。

       NioSctpServerChannel，异步的 Sctp 服务器端连接，这些通道涵盖了 UDP 和 TCP 网络 IO 以及文件 IO。

4. Selector

       Netty 基于 Selector 对象实现 I/O 多路复用，神魔诛天源码通过 Selector 一个线程可以监听多个连接的 Channel 事件。

       当向一个 Selector 中注册 Channel 后，Selector 内部的机制就可以自动不断地查询(Select) 这些注册的 Channel 是否有已就绪的 I/O 事件（例如可读，可写，网络连接完成等），这样程序就可以很简单地使用一个线程高效地管理多个 Channel

5. ChannelHandler 及其实现类

       ChannelHandler 是一个接口，处理 I/O 事件或拦截 I/O 操作，并将其转发到其 ChannelPipeline(业务处理链)中的下一个处理程序。

       ChannelHandler 本身并没有提供很多方法，因为这个接口有许多的方法需要实现，方便使用期间，可以继承它的子类。ChannelHandler 及其实现类一览图(后)

       ChannelInboundHandler 用于处理入站 I/O 事件。

       ChannelOutboundHandler 用于处理出站 I/O 操作。

       //适配器

       ChannelInboundHandlerAdapter 用于处理入站 I/O 事件。

       ChannelOutboundHandlerAdapter 用于处理出站 I/O 操作。

       ChannelDuplexHandler 用于处理入站和出站事件。

       我们经常需要自定义一个 Handler 类去继承 ChannelInboundHandlerAdapter，然后通过重写相应方法实现业务逻辑，我们接下来看看一般都需要重写哪些方法

public?class?ChannelInboundHandlerAdapter?extends?ChannelHandlerAdapter?implements?ChannelInboundHandler?{ ?@Skip?@Override?public?void?channelRegistered(ChannelHandlerContext?ctx)?throws?Exception?{ ?ctx.fireChannelRegistered();?}?@Skip?@Override?public?void?channelUnregistered(ChannelHandlerContext?ctx)?throws?Exception?{ ?ctx.fireChannelUnregistered();?}?//?通道就绪事件?@Skip?@Override?public?void?channelActive(ChannelHandlerContext?ctx)?throws?Exception?{ ?ctx.fireChannelActive();?}?@Skip?@Override?public?void?channelInactive(ChannelHandlerContext?ctx)?throws?Exception?{ ?ctx.fireChannelInactive();?}?@Skip?@Override?//?通道读取数据事件?public?void?channelRead(ChannelHandlerContext?ctx,?Object?msg)?throws?Exception?{ ?ctx.fireChannelRead(msg);?}?@Skip?@Override?//?数据读取完毕事件?public?void?channelReadComplete(ChannelHandlerContext?ctx)?throws?Exception?{ ?ctx.fireChannelReadComplete();?}?@Skip?@Override?public?void?userEventTriggered(ChannelHandlerContext?ctx,?Object?evt)?throws?Exception?{ ?ctx.fireUserEventTriggered(evt);?}?@Skip?@Override?public?void?channelWritabilityChanged(ChannelHandlerContext?ctx)?throws?Exception?{ ?ctx.fireChannelWritabilityChanged();?}?@Skip?@Override?@SuppressWarnings("deprecation")?//?通道发生异常事件?public?void?exceptionCaught(ChannelHandlerContext?ctx,?Throwable?cause)?throws?Exception?{ ?ctx.fireExceptionCaught(cause);?}}6. Pipeline 和ChannelPipeline

       ChannelPipeline 是一个重点：

       ChannelPipeline 是一个 Handler 的集合，它负责处理和拦截 inbound 或者 outbound 的事件和操作，相当于一个贯穿 Netty 的链。(也可以这样理解：ChannelPipeline 是 保存 ChannelHandler 的 List，用于处理或拦截 Channel 的智能报考系统 源码入站事件和出站操作)

       ChannelPipeline 实现了一种高级形式的拦截过滤器模式，使用户可以完全控制事件的处理方式，以及 Channel 中各个的 ChannelHandler 如何相互交互

       在 Netty 中每个 Channel 都有且仅有一个 ChannelPipeline 与之对应，它们的组成关系如下

       一个 Channel 包含了一个 ChannelPipeline，而 ChannelPipeline 中又维护了一个由 ChannelHandlerContext 组成的双向链表，并且每个 ChannelHandlerContext 中又关联着一个 ChannelHandler

       入站事件和出站事件在一个双向链表中，入站事件会从链表 head 往后传递到最后一个入站的 handler，出站事件会从链表 tail 往前传递到最前一个出站的 handler，两种类型的 handler 互不干扰

       常用方法

?ChannelPipeline?addFirst(ChannelHandler...?handlers)，把一个业务处理类（handler）添加到链中的第一个位置?ChannelPipeline?addLast(ChannelHandler...?handlers)，把一个业务处理类（handler）添加到链中的最后一个位置7. ChannelHandlerContext

       保存 Channel 相关的所有上下文信息，同时关联一个 ChannelHandler 对象,即ChannelHandlerContext 中 包 含 一 个 具 体 的 事 件 处 理 器 ChannelHandler ， 同 时ChannelHandlerContext 中也绑定了对应的 pipeline 和 Channel 的信息，方便对 ChannelHandler进行调用.

       常用方法:

ChannelFuture?close()，关闭通道ChannelOutboundInvoker?flush()，刷新ChannelFuture?writeAndFlush(Object?msg)?，?将?数?据?写?到?ChannelPipeline?中?当?前ChannelHandler?的下一个?ChannelHandler?开始处理（出站）8. ChannelOption

       Netty 在创建 Channel 实例后,一般都需要设置 ChannelOption 参数。 ChannelOption 参数如下:

       ChannelOption.SO_BACKLOG: 对应 TCP/IP 协议 listen 函数中的 backlog 参数，用来初始化服务器可连接队列大小。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。

       ChannelOption.SO_KEEPALIVE : 一直保持连接活动状态

9. EventLoopGroup 和实现类NioEventLoopGroup

       EventLoopGroup 是斗图app源码一组 EventLoop 的抽象，Netty 为了更好的利用多核 CPU 资源，一般会有多个 EventLoop 同时工作，每个 EventLoop 维护着一个 Selector 实例。

       EventLoopGroup 提供 next 接口，可以从组里面按照一定规则获取其中一个 EventLoop来处理任务。在 Netty 服务器端编程中，我们一般都需要提供两个 EventLoopGroup，例如：BossEventLoopGroup 和 WorkerEventLoopGroup。

       通常一个服务端口即一个 ServerSocketChannel对应一个Selector 和一个EventLoop线程。BossEventLoop 负责接收客户端的连接并将 SocketChannel 交给 WorkerEventLoopGroup 来进行 IO 处理，如下图所示:

       BossEventLoopGroup 通常是一个单线程的 EventLoop，EventLoop 维护着一个注册了ServerSocketChannel 的 Selector 实例BossEventLoop 不断轮询 Selector 将连接事件分离出来

       通常是 OP_ACCEPT 事件，然后将接收到的 SocketChannel 交给 WorkerEventLoopGroup

       WorkerEventLoopGroup 会由 next 选择其中一个 EventLoop来将这个 SocketChannel 注册到其维护的 Selector 并对其后续的 IO 事件进行处理

       常用方法

?public?NioEventLoopGroup()，构造方法?public?Future<?>?shutdownGracefully()，断开连接，关闭线程. Unpooled类

       Netty 提供一个专门用来操作缓冲区(即Netty的数据容器)的工具类

       常用方法如下所示

?//通过给定的数据和字符编码返回一个?ByteBuf?对象（类似于?NIO?中的?ByteBuffer?但有区别）?public?static?ByteBuf?copiedBuffer(CharSequence?string,?Charset?charset)

       举例说明Unpooled 获取 Netty的数据容器ByteBuf 的基本使用 案例演示

       案例1：

public?class?NettyByteBuf?{ public?static?void?main(String[]?args)?{ //创建一个ByteBuf//说明//1.?创建?对象，该对象包含一个数组arr?,?是一个byte[]//2.?在netty?的buffer中，不需要使用flip?进行反转//?底层维护了?readerindex?和?writerIndex//3.?通过?readerindex?和writerIndex?和capacity，?将buffer分成三个区域//?0---readerindex?已经读取的区域//?readerindex---writerIndex?，?可读的区域//?writerIndex?--?capacity,?可写的区域ByteBuf?buffer?=?Unpooled.buffer(5);for?(int?i?=?0;?i?<?5;?i++)?{ buffer.writeByte(i);}System.out.println("capacity="?+?buffer.capacity());?////输出//for?(int?i?=?0;?i?<?buffer.capacity();?i++)?{ //System.out.println(buffer.getByte(i));//}for?(int?i?=?0;?i?<?buffer.capacity();?i++)?{ System.out.println(buffer.readByte());}System.out.println("执行完毕");}}

       执行结果为：

capacity=执行完毕

       案例2：

public?class?NettyByteBuf?{ public?static?void?main(String[]?args)?{ //创建ByteBufByteBuf?byteBuf?=?Unpooled.copiedBuffer("hello,world!",?Charset.forName("utf-8"));//使用相关的方法if?(byteBuf.hasArray())?{ ?//?truebyte[]?content?=?byteBuf.array();//将?content?转成字符串System.out.println(new?String(content,?Charset.forName("utf-8")));System.out.println("byteBuf="?+?byteBuf);System.out.println(byteBuf.arrayOffset());?//?0System.out.println(byteBuf.readerIndex());?//?0System.out.println(byteBuf.writerIndex());?//?System.out.println(byteBuf.capacity());?//?//System.out.println(byteBuf.readByte());?//System.out.println(byteBuf.getByte(0));?//?int?len?=?byteBuf.readableBytes();?//可读的字节数System.out.println("len="?+?len);//使用for取出各个字节for?(int?i?=?0;?i?<?len;?i++)?{ System.out.println((char)?byteBuf.getByte(i));}//按照某个范围读取System.out.println(byteBuf.getCharSequence(0,?4,?Charset.forName("utf-8")));System.out.println(byteBuf.getCharSequence(4,?6,?Charset.forName("utf-8")));}}}

       执行结果为：

Channel?channel()，返回当前正在进行?IO?操作的通道ChannelFuture?sync()，等待异步操作执行完毕0参考文档

       Netty学习和源码分析github地址Netty从入门到精通视频教程(B站) Netty权威指南 第二版

       原文：/post/

Netty源码解析 -- FastThreadLocal与HashedWheelTimer

       Netty源码分析系列文章接近尾声，本文深入解析FastThreadLocal与HashedWheelTimer。基于Netty 4.1.版本。

       FastThreadLocal简介：

       FastThreadLocal与FastThreadLocalThread协同工作。FastThreadLocalThread继承自Thread类，内部封装一个InternalThreadLocalMap，该map只能用于当前线程，存放了所有FastThreadLocal对应的值。每个FastThreadLocal拥有一个index，用于定位InternalThreadLocalMap中的值。获取值时，首先检查当前线程是否为FastThreadLocalThread，如果不是，则从UnpaddedInternalThreadLocalMap.slowThreadLocalMap获取InternalThreadLocalMap，这实际上回退到使用ThreadLocal。

       FastThreadLocal获取值步骤：

       #1 获取当前线程的InternalThreadLocalMap，如果是FastThreadLocalThread则直接获取，否则通过UnpaddedInternalThreadLocalMap.slowThreadLocalMap获取。

       #2 通过每个FastThreadLocal的index，获取InternalThreadLocalMap中的值。

       #3 若找不到值，则调用initialize方法构建新对象。

       FastThreadLocal特点：

       FastThreadLocal无需使用hash算法，通过下标直接获取值，复杂度为log(1)，性能非常高效。

       HashedWheelTimer介绍：

       HashedWheelTimer是Netty提供的时间轮调度器，用于高效管理各种延时任务。时间轮是一种批量化任务调度模型，能够充分利用线程资源。简单说，就是将任务按照时间间隔存放在环形队列中，执行线程定时执行队列中的任务。

       例如，环形队列有个格子，执行线程每秒移动一个格子，则每轮可存放1分钟内的任务。任务执行逻辑如下：给定两个任务task1（秒后执行）、task2（2分秒后执行），当前执行线程位于第6格子。那么，task1将放到+6=格，轮数为0；task2放到+6=格，轮数为2。执行线程将执行当前格子轮数为0的任务，并将其他任务轮数减1。

       HashedWheelTimer的缺点：

       时间轮调度器的时间精度受限于执行线程的移动速度。例如，每秒移动一个格子，则调度精度小于一秒的任务无法准时调用。

       HashedWheelTimer关键字段：

       添加延迟任务时，使用HashedWheelTimer#newTimeout方法，如果HashedWheelTimer未启动，则启动HashedWheelTimer。启动后，构建HashedWheelTimeout并添加到timeouts集合。

       HashedWheelTimer运行流程：

       启动后阻塞HashedWheelTimer线程，直到Worker线程启动完成。计算下一格子开始执行的时间，然后睡眠到下次格子开始执行时间。获取tick对应的格子索引，处理已到期任务，移动到下一个格子。当HashedWheelTimer停止时，取消任务并停止时间轮。

       HashedWheelTimer性能比较：

       HashedWheelTimer新增任务复杂度为O(1)，优于使用堆维护任务的ScheduledExecutorService，适合处理大量任务。然而，当任务较少或无任务时，HashedWheelTimer的执行线程需要不断移动，造成性能消耗。另外，使用同一个线程调用和执行任务，某些任务执行时间过久会影响后续任务执行。为避免这种情况，可在任务中使用额外线程执行逻辑。如果任务过多，可能导致任务长期滞留在timeouts中而不能及时执行。

       本文深入剖析FastThreadLocal与HashedWheelTimer的实现细节，旨在提供全面的技术洞察与实战经验。希望对您理解Netty源码与时间轮调度器有帮助。关注微信公众号，获取更多Netty源码解析与技术分享。

Netty源码-一分钟掌握4种tcp粘包解决方案

       TCP报文的传输过程涉及内核中recv缓冲区和send缓冲区。发送端，数据先至send缓冲区，经Nagle算法判断是否立即发送。接收端，数据先入recv缓冲区，再由内核拷贝至用户空间。

       粘包现象源于无明确边界。解决此问题的关键在于界定报文的分界。Netty提供了四种方案来应对TCP粘包问题。

       Netty粘包解决方案基于容器存储报文，待所有报文收集后进行拆包处理。容器与拆包处理分别在ByteToMessageDecoder类的cumulation与decode抽象方法中实现。

       FixedLengthFrameDecoder是通过设置固定长度参数来识别报文，非报文长度，避免误判。

       LineBasedFrameDecoder以换行符作为分界符，确保准确分割报文，避免将多个报文合并。

       LengthFieldPrepender通过设置长度字段长度，实现简单编码，为后续解码提供依据。

       LengthFieldBasedFrameDecoder则是一种万能解码器，能够解密任意格式的编码，灵活性高。

       实现过程中涉及的参数包括：长度字段的起始位置offset、长度字段占的字节数lengthFieldLength、长度的调整lengthAdjustment以及解码后需跳过的字节数initialBytesToStrip。

       在实际应用中，为自定义协议，需在服务器与客户端分别实现编码与解码逻辑。服务器端负责发送经过编码的协议数据，客户端则接收并解码，以还原协议信息。