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曼巴out · 更新于 2020-08-28

Netty 核心組件

1. 前言

本節我們主要從整體上了解 Netty 有哪些核心組件，很多同學學習完 Netty 雖然會使用，但是只知道如何自定義 Handler 而已，根本不清楚 Netty 有哪些核心的組件。

本節的主要目的是，從整體上概括 Netty 的核心組件，有助于深入了解 Netty 以及關于 Netty 的面試。

2. 核心組件

Netty 的核心模塊組件主要分為以下：

組件模塊 說明
Boostrap Bootstrap 其實就是啟動的意思，主要用來配置 Netty 的相關配置，串聯各個組件，針對客戶端。
ServerBootstrap 同上，只是它是針對服務端。
線程模型 了解 Reactor 線程模型。
EventLoopGroup 是一組 EventLoop 的抽象，可以簡單理解就是線程池，一般分為 BossEventLoopGroup 和 WorkerEventLoopGroup。
ChannelFuture Netty 的所有 IO 操作都是異步的，通過注冊監聽器來監聽執行結果的返回。
Channel Netty 的網絡通信組件，客戶端和服務端建立連接之后會維持一個 Channel。
ChannelHandlerContext 保存 Channel 對于的上下文，同時關聯一個 ChannelHandler 對象。
ChannelHandler 自定義業務 Handler 需要實現它或它的子類，提供了一套生命周期的方法。
ChannelPipeline ChannelPipeline 可認為是一個管道，是管理業務 Handler，通俗理解是保存 ChannelHandler 的 List 集合。
ByteBuf ByteBuf 是一個字節容器，提供了常見 api。Netty 是面向 ByteBuf 來傳輸數據的。
編碼和解碼 Netty 內置了常見編解碼器，我們也可以自定義自己的編解碼器。并且可以把編解碼器封裝成獨立的 Handler，簡化繁瑣的流程。
拆包和粘包問題 了解為什么會出現拆包和粘包問題，如何去解決它，以及 Netty 內置了常見的拆包器。

總結，以上組件（或者知識點）是 Netty 知識體系里面的核心，并且也是面試當中經常問的內容，有的只需要配置一下即可，很少需要我們去管（如：EventLoopGroup）；有的需要我們去自定義擴展。

核心組件架構圖：
圖片描述

在真實開發當中，需要我們去解決的問題，主要如下：

  1. 使用 ChannelPipeline 管理自定義 ChannelHandler；
  2. 業務實體和 ByteBuf 之間的轉換；
  3. 借助第三方序列化技術、自定義通信協議規則、反射等，自定義編碼和解碼器，使用通用實體；
  4. 如何解決拆包和粘包問題，其發生的原因是什么，如果解決。

3. 組件詳解

Netty 的它優勢在于，它是配置化的開發，僅僅靠簡單的配置，背后就能實現很復雜的邏輯。但是通常情況下我們很難去了解其背后的原理。下面我們主要挑選開發當中比較常見的組件進行講解。

3.1 ChannelHandler

ChannelHandler 是一個接口，處理 IO 事件，可以簡單的理解它是一個鏈表當中的一個節點，它的 UML 圖如下所示：
圖片描述

ChannelHandler 架構圖說明：

  1. ChannelHandler 兩個子接口，分別是 ChannelInboundHandler 和 ChannelOutboundHandler；其中 ChannelInboundHandler 主要用于處理入站的 I/O 事件；ChannelOutboundHandler 用于處理出站的 I/O 事件；
  2. ChannelInboundHandler 的實現類 ChannelInboundHandlerAdapter 處理入站 I/O 事件；
  3. ChannelOutboundHandler 的實現類 ChannelOutboundHandlerAdapter 處理出站 I/O 事件；

在開發當中，ChannelInboundHandlerAdapter 是使用最多的，其它很少直接使用。值得注意的是 I/O 入站和出站的執行順序，這個跟 SpringMVC 的攔截器的執行順序一樣。

3.2. ChannelPipeline

ChannelPipeline 是一個比較核心的知識點，它底層設計是采用責任鏈設計模式，主要作用是管理 Handler 雙向鏈表，包括入站和出站，主要是攔截 inboud 和 outbound 事件，然后每個 handler 節點負責處理具體邏輯。
圖片描述

關系梳理：

  1. 一個客戶端對應一個 Channel；
  2. 一個 Channel 對應一個 ChannelPipeline；
  3. 一個 ChannelPipeline 又維護了一個雙向鏈表，其中鏈表的節點是 ChannelHandlerContext；
  4. 一個 ChannelHandlerContext 則關聯一個 ChannelHandler（自定義 Handler）；
  5. ChannelHandler 則是自定義 Handler 的一個頂級抽象接口。

入站和出站的順序：

  1. 入站： 事件會從鏈表的頭部一直往后執行，ChannelInboundHandlerAdapter 子類會被觸發；
  2. 出站： 事件會從鏈表的尾部一直往前執行，ChannelOutboundHandlerAdapter 子類會被觸發。

4. 小結

本節內容，主要讓大家從整體上了解 Netty 有哪些核心的組件構成，每個主要的作用是什么，主要是方便后面章節深入學習。其中，核心掌握 ChannelHandler 和 ChannelPipeline 這兩個組件，平時開發當中涉及比較多的就是這兩個組件。

  1. 掌握 ChannelHandler 的 UML 架構關系；
  2. 掌握入站和出站分別繼承 ChannelInboundHandlerAdapter 和 ChannelOutboundHandlerAdapter；
  3. 掌握 ChannelPipeline 和 ChannelHandler 之間的關系；
  4. 掌握入站和出站的執行順序。