Netty分布式Server启动流程服务端初始化源码分析

概述

Netty是一个高性能的基于Java NIO的网络编程框架，可以实现异步的、事件驱动的网络应用程序。

本文将对Netty分布式Server启动流程的服务端初始化源码进行详细分析，从源码实现的角度解析Netty分布式Server启动流程，并提供两个具体的示例来说明。

Netty分布式Server启动流程服务端初始化源码分析

Netty分布式Server启动流程

Netty分布式Server启动流程如下：

1. ServerBootstrap：启动Netty的Server端，包括配置Server的参数、设置Server线程、设置ChannelHandler等。
2. group：创建线程池，来处理任务的执行。Server的Channel接收到客户端的连接后，将会产生一个Channel实例。这个Channel实例会被提交给一个EventLoopGroup实例中的一个EventLoop来处理，实现任务的异步处理。
3. ServerChannel：是一个特殊的Channel类型，主要作用是接收客户端的连接请求，并为每个连接创建一个对应的SocketChannel。
4. ChannelInitializer：用于初始化Channel，配置Channel的ChannelHandler，定义 ChannelInitializer 的时候可以添加多个ChannelHandler。
5. ChannelHandler：处理业务逻辑，例如编解码、数据传输、心跳检测等。

服务端初始化源码分析

创建连接线程池

EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();

以上代码创建了两个线程池，一个是用于处理 ServerSocketChannel 的 boss 线程组，另一个是用于处理 SocketChannel 的 work 线程组。

创建ServerBootstrap

ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();

通过 ServerBootstrap 类创建服务器端启动引导类。

配置Server参数

bootstrap.group(bossGroup, workGroup)
        .channel(NioServerSocketChannel.class)
        .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
        .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
        .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
            @Override
            protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                // 添加处理器
                ch.pipeline().addLast(new MyHandler());
            }
        });

• bootstrap.group(bossGroup, workGroup)：设置EventLoopGroup。
• bootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class)：指定使用NioServerSocketChannel作为服务器的通道实现。
• bootstrap.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)：设置TCP参数，即最大等待客户端连接数。
• bootstrap.option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)：设置TCP参数，禁用 Nagle 算法。如果要求高实时性，有数据发送时就马上发送，就将该选项设置为 true。
• bootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {...})：添加处理器，用于初始化 SocketChannel。

启动服务器

ChannelFuture future = bootstrap.bind(8888).sync();

通过 bind 方法绑定公网 IP 和端口，等待客户端连接，启动服务器。

到此为止，Netty分布式Server的服务端初始化源码分析结束。

示例说明

示例1

在这个示例中，我们将启动一个基于Netty的Server端，并监听指定的IP和端口。每当有客户端连接上来后，就向客户端发送消息。

public class NettyServer {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        // bossGroup 用于处理连接请求
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        // workGroup 用于数据处理
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();

        try {
            // 创建 ServerBootstrap 对象
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
            // 设置 EventLoopGroup
            bootstrap.group(bossGroup, workGroup)
                    // 设置 Channel 类型
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    // 设置 ChannelHandler
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        // 初始化 Channel
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));
                            ch.pipeline().addLast(new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8));
                            ch.pipeline().addLast(new SimpleChannelInboundHandler<String>() {
                                @Override
                                protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
                                    // 打印收到的消息
                                    System.out.println("Server receive message:" + msg);
                                    // 向客户端发送消息
                                    ctx.writeAndFlush("Server reply message:" + msg);
                                }
                            });
                        }
                    });

            // 绑定端口
            ChannelFuture future = bootstrap.bind(8080).sync();
            // 阻塞线程，知道服务器关闭
            future.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            // 关闭 EventLoopGroup
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

以上代码启动的Server端监听的是本机的8080端口，将客户端发来的消息逆发回去（加上"Server reply message:"前缀）。

示例2

在这个示例中，我们将启动一个基于Netty的Server端，并监听指定的IP和端口。每当有客户端连接上来后，就向客户端随机发送一个Emoji表情。

public class NettyServer {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        // bossGroup 用于处理连接请求
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        // workGroup 用于数据处理
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();

        try {
            // 创建 ServerBootstrap 对象
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
            // 设置 EventLoopGroup
            bootstrap.group(bossGroup, workGroup)
                    // 设置 Channel 类型
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    // 设置 ChannelOption
                    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
                    .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)
                    // 设置 ChannelHandler
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        // 初始化 Channel
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(new EmojiEncoder());
                            ch.pipeline().addLast(new SimpleChannelInboundHandler<Object>() {
                                private Random random = new Random();

                                @Override
                                protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
                                    // 向客户端发送随机Emoji表情
                                    ChannelFuture future = ctx.writeAndFlush(new Emoji(random.nextInt(10)));
                                    future.addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
                                }
                            });
                        }
                    });

            // 绑定端口
            ChannelFuture future = bootstrap.bind(8080).sync();
            // 阻塞线程，知道服务器关闭
            future.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            // 关闭 EventLoopGroup
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

    private static class EmojiEncoder extends MessageToMessageEncoder<CharSequence> {
        @Override
        protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, CharSequence msg, List<Object> out) throws Exception {
            for (int i = 0; i < msg.length(); i++) {
                out.add(new Emoji(msg.charAt(i)));
            }
        }
    }

    private static class Emoji {
        private int code;

        public Emoji(int code) {
            this.code = code;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return new String(Character.toChars(code));
        }
    }
}

以上代码启动的Server端监听的是本机的8080端口，每当客户端连接上来后就随机发送一个Emoji表情回去。在此代码中，我们自定义了两个类 EmojiEncoder 和 Emoji，其中 EmojiEncoder 继承了 MessageToMessageEncoder 并对 CharSequence 进行编码，Emoji 模拟了一个 Emoji 表情。