Netty in action

Channel、 EventLoop和 ChannelFuture

Channel -> socket
EventLoop -> 控制流、多线程处理、并发
ChannelFuture -> 异步通知

Channel 接口

基本的I/O 操作：（bind()、 connect()、 read()、和write()）

在基于Java 的网络编程中，其基本构造是class socket, Netty 的Channel 接口提供的API，大大降低了直接使用socket 的难度。此外， Channel 也是拥有许多预定义、专门实现的广泛类层次结构的根

EmbeddedChannel
LocalServerChannel
NioDatagramChannel
NioSctpChannel
NioSocketChannel

Channel 的生命周期

ChannelUnRegistered：Channel 已被创建，但是还没有注册到EventLoop 中
ChannelRegistered：Channel 已经被注册到EventLoop 中
ChannelActive：Channel 处于活动状态，已经连接到远程节点，可以接收或者发送数据
ChannelInActive：Channel 没有连接到远程节点

EventLoop

EventLoop 定义了Netty 的核心抽象，用于处理连接的生命周期中所发生的事件。

一个EventLoopGroup 包含一个或者多个EventLoop
一个EventLoop 在它的生命周期内只有一个Thread 绑定
所有由EventLoop 处理的I/O 事件都由它专属的Thread 上被处理
一个Channel 在它的生命周期内只注册一个EventLoop
一个EventLoop 可能被分配给以一个或者多个Channel

注意：一个给定的Channel 的I/O 操作都是由相同的Thread 去执行的。

ChannelFuture

Netty 所有操作都是异步的， Netty 提供了ChannelFuture 接口，其addListener() 方法注册了一个ChannelFutureListener，以便在一个操作完成之后作一个及时的反馈。

ChannelHandler 和 ChannelPipeline

ChannleHandler

ChannelHandler 充当了所有处理入站和出站数据的应用程序逻辑的容器

例如：

ChannelHandlerAdapter
ChannelInboundHandler：处理入站数据以及各种状态变化，其中一个子类是SimpleChannelInboundHandler
ChannelOutboundHandlerAdapter：处理出站数据并且允许拦截所有的操作
ChannelDuplexHandler

ChannelHandler 生命周期方法

handlerAdded：当ChannelHandler 添加到ChannelPipeline 时被调用
handlerRemoved：当从ChannelPipeline 中移除ChannelHandler 时被调用
exceptionCaught：当处理过程中，在拦截链中遇到异常时被触发

ChannelInboundHandler

当某个 ChannelInboundHandler 的实现重写 channelRead()方法时，它将负责显式地
释放与池化的 ByteBuf 实例相关的内存。

Netty 为此提供了一个实用方法 ReferenceCountUtil.release(msg)来释放资源

SimpleChannelInboundHandler 会自动释放资源，

ChannelOutboundHandler

ChannelPromise与ChannelFuture ChannelOutboundHandler中的大部分方法都需要一个
ChannelPromise参数，以便在操作完成时得到通知。ChannelPromise是ChannelFuture的一个
子类，其定义了一些可写的方法，如setSuccess()和setFailure()，从而使ChannelFuture不可变

解码器和编码器

所有由 Netty 提供的编码器/解码器适配器类都实现
了 ChannelOutboundHandler 或者 ChannelInboundHandler 接口

对于入站数据来说，channelRead 方法/事件已经被重写了。对于每个从入站
Channel 读取的消息，这个方法都将会被调用。随后，它将调用由预置解码器所提供的 decode()
方法，并将已解码的字节转发给 ChannelPipeline 中的下一个 ChannelInboundHandler。
出站消息的模式是相反方向的：编码器将消息转换为字节，并将它们转发给下一个
ChannelOutboundHandler。

抽象类 SimpleChannelInboundHandler

T 是你要处理的消息的 Java 类型

ChannelPipeline(拦截过滤器)

ChannelPipeline 提供了ChannelHandler 链的容器，并定义了用于在该链上传播入站和出站事件流的API

ChannelPipeline 持有所有将应用于入站和出站数据以及事件的 ChannelHandler 实
例，这些 ChannelHandler 实现了应用程序用于处理状态变化以及数据处理的逻辑

当Channel 被创建之后，它会被分配到专属的Channelpeline

ChannelHandler 安装到ChannelPipeline 的过程如下：

一个ChannelInitializer 的实现被注册到了ServerBootstrap 中
当ChannelInitializer.initChannel() 方法被调用之后， ChannelInitializer 将会在ChannelPipeline 中安装一组自定义的ChannelHandler
ChannelInitializer 将它自己从ChannelPipeline 中移除

在Netty 中，有两种写数据的方式：

直接写到Channel：这种方式会导致消息从ChannelPipeline 尾部开始流动
写到和ChannelHandler 相关联的ChannelHandlerContext 中：这种方式会导致消息从ChannelPipeline 对应的下一个ChannelHandler 开始流动

ChannelHandlerContext

ChannelHandlerContext 代表了ChannelHandler 和 ChannelPipeline 之间的关联, 每当有ChannelHandler 添加到ChannelPipeline 中时，都会创建ChannelHandlerContext

ChannelHandlerContext 的主要功能是管理它所关联的ChannelHandler 和在同一个ChannelPipeline 中的其他ChannelHandler 之间的交互

注意：
如果调用Channel 和ChannelPipeline 上面的方法，它们会沿着这个ChannelPipeline 上进行传播

如果ChannelHandlerContext 上相同的方法，只会从当前ChannelHandler 开始传播

通过 ChannelHandlerContext 获取到 Channel 的引用。调用Channel 上的 write()方法将会导致写入事件从尾端到头部地流经 ChannelPipeline

引导

两种类型：客户端（Bootstrap）与服务器端(ServerBootStrap)

传输

ByteBuf

Netty 的ByteBuf 用于替代Java NIO 的ByteBuff

ByteBuf 维护了两个不同的索引：一个用于读取、一个用于写入

ByteBuf 的使用模式

堆缓冲区

最常用的ByteBuf 模式是将数据存储在JVM 的堆空间里面，这种模式被称为支撑数组，它能在没有使用池化的情况下提供快速的分配和释放。

直接缓冲区

直接缓冲区的内容将驻留在常规的会被垃圾回收的堆之外

直接缓冲区是网络数据传输的理想选择，但不是数据处理的理想选择，因为在直接缓冲区需要被处理的数据，需要复制到堆中才能被处理

如果你的数据包含在一个在堆中分配的缓冲区，在通过套接字发送之前， JVM 会将它复制到直接缓冲区，然后再发送

复合缓冲区

它为多个ByteBuf 提供一个聚合视图，可以根据需要添加或者删除ByteBuf 实例

Netty 通过一个ByteBuf 子类（compositeByteBuf）实现这个模式，它提供了一个将多个缓冲区表示为单个合并缓冲区的虚拟表示，所以这里值得注意的是， CompositeByteBuf 实例可能同时包含直接内存和非直接内存。