Netty实战阅读笔记

Netty的核心组件

Netty的主要构件块：
（1）、Channel
（2）、回调
（3）、Future
（4）、事件和ChannelHandler
这些构建块代表了不同类型的构造：资源、逻辑以及通知。

Channel

Channel是Java NIO的一个基本构造。它代表一个实体（如一个硬件设备、一个文件、一个网络套接字或者一个能够执行一个或者多个不同的I/O操作的程序组件）的开放连接，如读操作和写操作。
目前可以把Channel看作是传入或者传出数据的载体。因此，它可以被打开或者被关闭，连接或者断开连接。

回调

一个回调其实就是一个方法，一个指向已经被提供给另外一个方法的方法引用。这使得后者可以在适当的时候调用前者。Netty在内部使用了回调来处理事件：当一个回调被触发时，相关的事件可以被一个interfaceChannelHandler的实现处理。当一个新的连接已经被建立时，ChannelHandler的channelActive()回调方法将会被调用，并将打印出一条信息。

Future

Future提供了另一种在操作完成时通知应用程序的方式。这个对象可以看作是一个异步操作的结果的占位符；它将在未来的某个时刻完成，并提供对其结果的访问。
每个Netty的出站I/O操作都将返回一个ChannelFuture；也就是说，它们都不会阻塞。Netty完全是异步和事件驱动的。

事件和ChannelHandler

Netty使用不同的事件来通知状态的改变或者是操作的状态。
Netty是一个网络框架，所以事件都是按照入站和出站数据流的相关性进行分类的。
（1）、连接已被激活或者连接失活；
（2）、数据读取；
（3）、用户事件；
（4）、错误事件；
出站事件是未来将会触发的某个动作的操作结果，这些动作包括：
（1）、打开或者关闭到远程节点的连接；
（2）、将数据写到或者冲刷到套接字；
每个事件都可以被分发到给ChannelHandler类中某个用户实现的方法。

Netty的组件和设计

Netty解决了两个相应的关注领域，可以将其大致标记为技术的和体系结构的。首先，它的基于Java NIO的异步的和事件驱动的实现，保证了高负载下应用程序性能的最大化和可伸缩性。其次，Netty也包含了一组设计模式，将应用程序逻辑从网络层解耦，简化了开发过程，同时也最大限度地提高了可测试性、模块化以及代码的可重用性。

Channel接口

基本的I/O操作依赖于底层网络传输所提供的原语。在基于Java网络编程中，其基本的构造是class Socket。Netty的channel接口所提供的API，大大降低了直接使用Socket类的复杂性。此外，Channel也是拥有许多预定义的、专门化实现的广泛类层次结构的根。

EventLoop接口

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。
（1）、一个EventLoopGroup包含一个或者多个EventLoop；
（2）、一个EventLoop在它的生命周期内只和一个Thread绑定；
（3）、所有由EventLoop处理的I/O事件都将在它专有的Thread上被处理；
（4）、一个Channel在它的生命周期内只注册于一个EventLoop；
（5）、一个EventLoop可能会被分配给一个或者多个Channel；
注意，在这种设计中，一个给定的Channel的I/O操作都是由相同的Thread执行的，实际上消除了对于同步的需要。

ChannelFuture接口

Netty中所有的I/O操作都是异步的。因为一个操作可能不会立即返回，所有我们需要一种用于在之后的某个时间点确定其结果的方法。为此，Netty提供了ChannelFuture接口，其addListener()方法注册了一个ChannelFutureListener，以便在某个操作完成时得到通知。

ChannelHandler接口

从应用程序开发人员角度来看，Netty的主要组件是ChannelHandler，它充当了所有处理入站和出站数据的应用程序逻辑的容器。这是可行的，因为ChannelHandler的方法是由网络事件触发的。事实上，ChannelHandler可专门用于几乎任何类型的动作，例如将数据从一种格式转换为另外一种格式，或者处理转换过程中所抛出的异常。

ChannelPipeline接口

ChannelPipeline为ChannelHandler链提供了容器，并定义了用于在该链上传播入站和出站事件流的API。当Channel被创建时，它会被自动地分配到它专属的ChannelPipeline。
ChannelHandler安装到ChannelPipeline中的过程如下所示：
（1）、一个ChannelInitializer的实现被注册到了ServerBootstrap中。
（2）、当ChannelInitializer.initChannel()方法被调用时，ChannelInitializer将在ChannelPipeline中安装一组自定义的ChannelHandler。
（3）、ChannelInitializer将它自己从ChannelPipeline中移除。

使得事件流经ChannelPipeline是ChannelHandler的工作，它们是在应用程序的初始化或者引导阶段被安装的。这些对象接收事件、执行它们所实现的处理逻辑，并将数据传递给链中的下一个ChannelHandler。它们的执行顺序是由它们被添加的顺序所决定的。实际上被我们称为ChannelPipeline的是这些ChannelHandler的编排顺序。
如果一个消息或者任何其他的入站事件被读取，那么它会从ChannelPipeline的头部开始流动，并被传递给第一个ChannelInboundHandler。这个ChannelHandler不一定会实际地修改数据，具体取决于它的具体功能，在这之后，数据将会被传递给链中的下一个ChannelInboundHandler。最终，数据将会到达ChannelPipeline的尾端，届时，所有的处理就都结束了。
数据的出站运动在概念上也是一样的。在这种情况下，数据将从ChannelOutboundHandler链的尾端开始流动，直到它到达链的头部位置。在这之后，出站数据将会到达网络传输层，这里显示为Socket。通常情况下，这将会触发一个写操作。
当ChannelHandler被添加到ChannelPipeline时，它将会被分配一个ChannelHandlerContext，其代表了ChannelHandler和ChannelPipeline之间的绑定。虽然这个对象可以被用于获取底层的Channel，但是它主要还是被用于写出站数据。
在Netty中，有两种发送消息的方式。可以直接写到Channel中，也可以写到和ChannelHandler相关联的ChannelHandlerContext对象中。前一种方式将会导致消息从ChannelPipeline的尾端开始流动，而后者将会导致消息从ChannelPipeline中的下一个ChannelHandler开始流动。

NIO-非阻塞I/O

NIO提供了一个所有I/O操作的异步实现。它利用了自NIO子系统被引入JDK1.4时候可用的基于选择器的API。
选择器背后的基本概念是充当一个注册表，在那里你可以将请求在Channel的状态发生变化时得到通知。可能的状态变化有：

• 新的Channel已被接受并且就绪。
• Channel连接已经完成。
• Channel有已经就绪的可提供读取的数据。
• Channel可用于写数据
  选择器运行在一个检查状态变化并对其做出相应响应的线程上，在应用程序对状态的改变做出响应之后，选择器将会被重置，并重复这个过程。