入门

Netty 是一个利用 Java 的高级网络的能力，隐藏其背后的复杂性而提供一个易于使用的 API 的客户端/服务器框架

Netty 提供高性能和可扩展性，让你可以自由地专注于你真正感兴趣的东西，你的独特的应用！

在这一章将解释 Netty 在处理一些高并发的网络问题体现的价值

然后，将介绍基本概念和构成 Netty 的工具包以及其余部分深入研究

在网络发展初期，需要花很多时间来学习 socket 的复杂，寻址等等，在 C socket 库上进行编码，并需要在不同的操作系统上做不同的处理

Java 早期版本(1995-2002)介绍了足够的面向对象的糖衣来隐藏一些复杂性，但实现复杂的客户端-服务器协议仍然需要大量的样板代码（和进行大量的监视才能确保他们是对的）

这些早期的 Java API（java.net）只能通过原生的 socket 库来支持所谓的 blocking（阻塞） 的功能。一个简单的例子：

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(portNumber);//1
Socket clientSocket = serverSocket.accept();             //2
BufferedReader in = new BufferedReader(                     //3
    new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
PrintWriter out =
    new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
String request, response;
while ((request = in.readLine()) != null) {                 //4
    if ("Done".equals(request)) {                         //5
        break;
    }
}
response = processRequest(request);                        //6
out.println(response);                                    //7
}                                                        //8

1. ServerSocket 创建 并 监听 端口的连接请求
2. accept() 调用 阻塞 ， 直到一个连接 被 建立 了
   • 返回一个 新的 Socket 用来处理 客户端和服务端的交互
3. 流被创建用于处理 socket 的输入和输出数据
   • BufferedReader ：读取从字符输入流里面的本文
   • PrintWriter ： 打印格式化展示的对象读到本文输出流
4. 处理循环开始 readLine() 阻塞， 读取字符串直到最后是换行或者输入终止
5. 如果客户端发送的是 Done 处理 循环退出
6. 执行方法处理请求，返回服务器的响应
7. 响应发回客户端
8. 处理循环继续

     显然，这段代码限制每次只能处理一个连接

     为了实现多个并行的客户端需要分配一个新的 Thread 给每个新的客户端 Socket

     但考虑使用这种方法来支持大量的同步，长连接
     在任何时间点多线程可能处于休眠状态，等待输入或输出数据
     这很容易使得资源的大量浪费，对性能产生负面影响

原生 socket 库同时也包含了 非阻塞 I/O 的功能：

• 能够 确定 任何一个 socket 中是否 有数据准备读或写
• 可以 设置标志 ，因为读/写调用 如果没有数据 立即返回

     通过这种方法，会带来更大的代码的复杂性成本

在 2002 年，Java 1.4 引入了非阻塞 API 在 java.nio 包（NIO）

下面展示了 Netty 技术和方法的特点：

• 设计
  • 针对多种传输类型的统一接口（阻塞和非阻塞）
  • 简单但更强大的线程模型
  • 真正的无连接的数据报套接字支持
  • 链接逻辑支持复用
• 易用性
  • 大量的 Javadoc 和 代码实例
  • 除了在 JDK 1.6 + 额外的限制。（一些特征是只支持在Java 1.7 +。可选的功能可能有额外的限制）
• 性能
  • 比核心 Java API 更好的吞吐量 ， 较低的延时
  • 资源消耗 更少，这个得益于 共享池 和重用
  • 减少内存拷贝
• 健壮性
  • 消除由于慢，快，或重载连接产生的 OutOfMemoryError
  • 消除经常发现在 NIO 在高速网络中的应用中的 不公平的读/写比
• 安全
  • 完整的 SSL / TLS 和 StartTLS 的支持
  • 运行在受限的环境例如 Applet 或 OSGI
• 社区
  • 发布的更早和更频繁
  • 社区驱动

所有的网络应用程序需要被设计为 可扩展性 ， 一个系统，网络能力，或过程中能够处理越来越多的工作方式或可扩大到容纳增长的能力

Netty 帮助您利用非阻塞 I/O 完成这一目标，通常称为“异步 I/O”

异步，即非同步事件，当然是跟日常生活的类似。例如
可以发送电子邮件；可能得到或者得不到任何回应，或者当你发送一个您可能会收到一个消息

异步事件也可以有一个有序的关系。例如
你通常不会收到一个问题的答案直到提出一个问题，但是你并没有阻止同时一些其他的东西

在日常生活中异步就这样发生了，所以我们不会经常想到
但让计算机程序的工作方式，来实现提出了的特殊的问题，会有一点复杂

在本质上，一个系统是 异步 和 事件驱动 将会表现出一个特定的，有价值的行为： 它可以 响应 在 任何时间 以 任何顺序 发生的事件

Channel 是 NIO 基本的结构：一个 用于连接到实体 如 硬件设备 、 文件 、 网络套接字 或 程序组件 ， 能够执行 一个或多个 不同的 I/O 操作 （例如读或写）的 开放连接

   把 Channel 想象成一个可以“打开”或“关闭”,“连接”或“断开”和作为传入和传出数据的运输工具

callback 是一个 简单的方法 ， 提供 给 另一种方法 作为 引用 ，这样后者就可以在某个合适的时间调用前者

最常见的用途就是 通知给其他人操作已完成

Netty 内部使用回调处理事件时

一旦这样的 回调被触发 ， 事件 可以由接口 ChannelHandler 的实现来处理。例如：

public class ConnectHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {   //1
        System.out.println(
            "Client " + ctx.channel().remoteAddress() + " connected");
    }
}

一旦 一个新的连接建立了 ,调用 channelActive() ，并将打印一条消息

Future 提供了另外一种 通知应用操作已经完成 的方式：

• 这个 对象 作为一个 异步操作 结果的占位符
• 它在 将来的某个时候 完成并提供结果

JDK 附带接口 java.util.concurrent.Future ，但所提供的实现只允许您手动检查操作是否完成或阻塞了

这是很麻烦的，所以 Netty 提供自己了的实现,ChannelFuture，用于在执行异步操作时使用

ChannelFuture ： 提供多个方法来允许一个或者多个 ChannelFutureListener 实例

• 这个回调方法 operationComplete() 会在 操作完成 时 调用
• 事件监听者 能够 确认 这个操作 是否成功 或者 错误
  • 如果是后者， 可以检索 到 产生的 Throwable

     简而言之, ChannelFutureListener 提供的通知机制不需要手动检查操作是否完成的

     每个 Netty 的 outbound I/O 操作都会返回一个 ChannelFuture，这样就不会阻塞

这就是 Netty 所谓的 自底向上的异步和事件驱动

Netty 使用 不同的事件 来 通知 更改的状态 或 操作的状态 。能够根据发生的事件触发适当的行为。这些行为可能包括：

• 日志
• 数据转换
• 流控制
• 应用程序逻辑

由于 Netty 是一个网络框架，事件很清晰的跟入站或出站数据流相关。因为一些事件可能触发传入的 数据或状态的变化 包括：

• 活动 或 非活动 连接
• 数据的读取
• 用户事件
• 错误

出站事件是由于在未来操作将触发一个 动作 。这些包括：

• 打开 或 关闭 一个 连接到远程
• 写 或 冲刷 数据到 socket

   每个事件都可以分配给用户实现处理程序类的方法

   这说明了事件驱动的范例可直接转换为应用程序构建块

下图显示了一个事件可以由一连串的事件处理器来处理：

Netty 的 ChannelHandler 是各种 处理程序的基本抽象 。每个 处理器实例 就是一个 回调 ，用于 执行对各种事件的响应

     在此基础之上，Netty 也提供了一组丰富的预定义的处理程序，可以开箱即用

     比如，各种协议的编解码器包括 HTTP 和 SSL/TLS

     在内部，ChannelHandler 使用事件和 future 本身，创建具有 Netty 特性抽象的消费者