为什么使用Netty
Netty是业界最流行的NIO框架之一，它的健壮性、功能、性能、可定制性、可扩展性在同类框架中都是首屈一指的，它已经得到了成百上千的商用项目的证明。对于为什么使用Netty这个话题，我们先看一下使用原生的NIO有什么缺点：
- NIO的类库和API繁杂，使用麻烦，需要熟练掌握Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer等，这就像我们会使用Hibernate、MyBatis这些ORM框架而不会直接使用Connection、Statement一样
- 需要其他额外技能作为铺垫，必须对多线程和网络编程非常熟悉才能写出高质量的NIO程序
- 可靠性能力补齐，工作量和难度都非常大，例如客户端面临断线重连、网络闪断、半包读写、失败缓存、网络拥塞、异常码流等问题的处理
- JDK NIO的BUG，例如著名的epoll bug，该问题会导致Selector空轮训，最终导致CPU 100%
也正是因为有种种缺点，因此不建议使用原生的NIO而是建议使用一些比较成熟的NIO框架例如Netty、Mina，这一系列文章讲的是Netty，Netty作为一款高性能NIO框架，其优点总结有：
- API使用简单、开发门槛低
- 功能强大，预置了多种编码解码功能，支持多种主流协议
- 定制能力强，可以通过ChannelHandler对通信框架进行灵活扩展
- 性能高，与业界其他主流NIO框架对比，Netty性能最优
- 成熟、稳定，Netty修复了已经发现的所有JDK NIO的BUG，业务开发人员不需要再为NIO的BUG而烦恼
- 社区活跃、版本迭代周期短，发现的BUG可以被及时修复，同时，更多的新功能会被加入
- 经历了大规模的商业应用考验，质量得到验证
正因为这些优点，Netty逐渐成为了Java NIO变成的首选框架。
Netty入门Demo
下面演示一下Netty的Demo（注：Demo来自Netty权威指南第三章），本文只写代码与演示结果，不做讲解，对Netty的使用基本讲解放在下一篇文章中，循序渐进，先感性地认识Netty，再理性地认识Netty中的东西。
从服务端代码开始，定义一个TimeServer：
1 public class TimeServer { 2 3 public void bind(int port) throws Exception { 4 // NIO线程组 5 EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); 6 EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); 7 8 try { 9 ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); 10 b.group(bossGroup, workerGroup) 11 .channel(NioServerSocketChannel.class) 12 .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024) 13 .childHandler(new ChildChannelHandler()); 14 15 // 绑定端口，同步等待成功 16 ChannelFuture f = b.bind(port).sync(); 17 // 等待服务端监听端口关闭 18 f.channel().closeFuture().sync(); 19 } finally { 20 // 优雅退出，释放线程池资源 21 bossGroup.shutdownGracefully(); 22 workerGroup.shutdownGracefully(); 23 } 24 } 25 26 private class ChildChannelHandler extends ChannelInitializer<SocketChannel> { 27 @Override 28 protected void initChannel(SocketChannel arg0) throws Exception { 29 arg0.pipeline().addLast(new TimeServerHandler()); 30 } 31 } 32 33 }
TimeServerHandler这么定义：
1 public class TimeServerHandler extends ChannelHandlerAdapter { 2 3 @Override 4 public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { 5 ByteBuf buf = (ByteBuf)msg; 6 byte[] req = new byte[buf.readableBytes()]; 7 buf.readBytes(req); 8 9 String body = new String(req, "UTF-8"); 10 System.out.println("The time server receive order:" + body); 11 String currentTime = "QUERY TIME ORDER".equalsIgnoreCase(body) ? new Date(System.currentTimeMillis()).toString() : "BAD ORDER"; 12 13 ByteBuf resp = Unpooled.copiedBuffer(currentTime.getBytes()); 14 ctx.write(resp); 15 } 16 17 @Override 18 public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { 19 ctx.flush(); 20 } 21 22 @Override 23 public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { 24 ctx.close(); 25 } 26 27 }
即读取来自客户端的数据，如果是"QUERY TIME ORDER"，则把当前时间写到Channel中去。至此，Netty服务端代码已经开发完毕。接下来是Netty客户端代码，首先还是TimeClient：
1 public class TimeClient { 2 3 public void connect(int port, String host) throws Exception { 4 EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); 5 try { 6 Bootstrap b = new Bootstrap(); 7 8 b.group(group) 9 .channel(NioSocketChannel.class) 10 .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true) 11 .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { 12 protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { 13 ch.pipeline().addLast(new TimeClientHandler()); 14 }; 15 }); 16 17 // 发起异步连接操作 18 ChannelFuture f = b.connect(host, port).sync(); 19 // 等待客户端连接关闭 20 f.channel().closeFuture().sync(); 21 } finally { 22 // 优雅退出，释放NIO线程组 23 group.shutdownGracefully(); 24 } 25 } 26 27 }
同样的，定义一个TimeClientHandler：
1 public class TimeClientHandler extends ChannelHandlerAdapter { 2 3 private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(TimeClientHandler.class); 4 5 private final ByteBuf firstMessage; 6 7 public TimeClientHandler() { 8 byte[] req = "QUERY TIME ORDER".getBytes(); 9 firstMessage = Unpooled.buffer(req.length); 10 firstMessage.writeBytes(req); 11 } 12 13 @Override 14 public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { 15 ctx.writeAndFlush(firstMessage); 16 } 17 18 @Override 19 public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { 20 ByteBuf buf = (ByteBuf)msg; 21 byte[] req = new byte[buf.readableBytes()]; 22 buf.readBytes(req); 23 24 String body = new String(req, "UTF-8"); 25 System.out.println("Now is:" + body); 26 } 27 28 @Override 29 public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { 30 LOGGER.warn("Unexcepted exception from downstream:" + cause.getMessage()); 31 ctx.close(); 32 } 33 34 }
客户端的操作为打印来自服务端的数据，这样，整个Netty Demo代码就写完了，结构比较清楚，都是一个Server+一个Handler的模式，Handler用于处理读取到的信息。
运行Demo
上面写完了Demo，接着写一下测试代码，很简单，分别运行bind方法和connect方法即可：
1 public class CoreTest { 2 3 @Test 4 public void timeServerTest() throws Exception { 5 new TimeServer().bind(8080); 6 } 7 8 @Test 9 public void timeClientTest() throws Exception { 10 new TimeClient().connect(8080, "127.0.0.1"); 11 } 12 13 }
先运行timeServerTest让服务端先启动，再运行timeClientServer让客户端后启动，运行结果服务端的打印为：
The time server receive order:QUERY TIME ORDER
结合代码可以看到，服务端读取到了来自客户端的数据，数据内容为"QUERY TIME ORDER"，接着服务端取自己的时间，传输给客户端，看一下客户端的打印：
Now is:Thu Apr 05 21:07:39 CST 2018
打印了来自服务端的时间，这样，利用Netty进行服务端+客户端的相互通信的Demo完成，有了这个Demo，对Netty有了感性上的认识，接着我们一点一点深入去学习Netty。
