第一章：Netty介绍

1. Netty介绍 

Netty是一款异步的事件驱动的网络应用程序框架，支持快速地开发可维护的高性能的面向协议的服务器和客户端，Netty是基于NIO实现的，所以整个Netty都是异步操作，网络应用程序通常需要有较高的可扩展性，无论是Netty还是其他的基于Java NIO的框架，都会提供可扩展性的解决方案。

2. 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、可定制性和可扩展性在同类框架中都是首屈一指的，它已经得到成百上千的商用项目验证，例如Hadoop的RPC框架，avro使用Netty作为底层通信框架。很多其它业界主流的RPC框架，也使用Netty来构建高性能的异步通信能力。
通过对Netty的分析，我们将它的优点总结如下：
    1) API使用简单；
    2) 功能强大，预置了多种编解码功能，支持多种主流协议；
    3) 定制能力强，可以通过ChannelHandler对通信框架进行灵活的扩展；
    4) 性能高，通过与其它业界主流的NIO框架对比，Netty的综合性能最优；
    5) 成熟、稳定，Netty修复了已经发现的所有JDK NIO BUG，业务开发人员不需要再为NIO的BUG而烦恼；
3. Netty的功能非常丰富

          Netty的包结构如下

在这里面，channel和handler两部分比较复杂。我们不妨与Netty官方的结构图对照一下，来了解其功能。

• Zero-Copy-Capable Rich Byte Buffer 零拷贝的Buffer。为什么叫零拷贝？因为在数据传输时，最终处理的数据会需要对单个传输层的报文，进行组合或者拆分。NIO原生的ByteBuffer要做到这件事，需要对ByteBuffer内容进行拷贝，产生新的ByteBuffer，而Netty通过提供Composite(组合)和Slice(切分)两种Buffer来实现零拷贝。这部分代码在org.jboss.netty.buffer包中。
• Universal Communication API 统一的通讯API。因为Java的Old I/O和New I/O，使用了互不兼容的API，而Netty则提供了统一的API(org.jboss.netty.channel.Channel)来封装这两种I/O模型。这部分代码在org.jboss.netty.channel包中。

4. Netty的特性总结

5. Netty的核心组件

    Netty的主要构件块：

• Channel；
• 回调；
• Future；
• 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。你的应用程序将使用它们来访问网络以及流经网络的数据。

对于每个组件来说，我们都将提供一个基本的定义，并且在适当的情况下，还会提供一个简单的示例代码来说明它的用法。

5.1 Channel

Channel是Java NIO的一个基本构造。它代表一个到实体（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（入站）或者传出（出站）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。

   5.2  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的引用。这使得后者可以在适当的时候调用前者。回调在广泛的编程场景中都有应用，而且也是在操作完成后通知相关方最常见的方式之一。

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interface-ChannelHandler的实现处理。

代码清单1-2展示了一个例子：

1) 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。

2) 被回调触发的ChannelHandler

public class ConnectHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx)
        throws Exception {    -- 当一个新的连接已经被建立时，channelActive(ChannelHandlerContext)将会被调用
        System.out.println(
            "Client " + ctx.channel().remoteAddress() + " connected");
    }
}

5.3   Future

1)  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。
    2)  JDK预置了interface java.util.concurrent.Future，但是其所提供的实现，只允许手动检查对应的操作是否已经完成，或者一直阻塞直到它完成。这是非常繁琐的，所以Netty提供了它自己的实现——ChannelFuture，用于在执行异步操作的时候使用。
    3)  ChannelFuture提供了几种额外的方法，这些方法使得我们能够注册一个或者多个ChannelFutureListener实例。监听器的回调方法operationComplete()，将会在对应的操作完成时被调用。然后监听器可以判断该操作是成功地完成了还是出错了。如果是后者，我们可以检索产生的Throwable。简而言之，由ChannelFutureListener提供的通知机制消除了手动检查对应的操作是否完成的必要。

4)  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。正如我们前面所提到过的一样，Netty完全是异步和事件驱动的。

5.4 事件和ChannelHandler

    Netty使用不同的事件来通知我们状态的改变或者是操作的状态。这使得我们能够基于已经发生的事件来触发适当的动作。这些动作可能是：

• 记录日志；
• 数据转换；
• 流控制；
• 应用程序逻辑。

Netty是一个网络编程框架，所以事件是按照它们与入站或出站数据流的相关性进行分类的。可能由入站数据或者相关的状态更改而触发的事件包括：

• 连接已被激活或者连接失活；
• 数据读取；
• 用户事件；
• 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：

• 打开或者关闭到远程节点的连接；
• 将数据写到或者冲刷到套接字。

每个事件都可以被分发给ChannelHandler类中的某个用户实现的方法。这是一个很好的将事件驱动范式直接转换为应用程序构件块的例子。图展示了一个事件是如何被一个这样的ChannelHandler链处理的。

Netty提供了大量预定义的可以开箱即用的ChannelHandler实现，包括用于各种协议（如HTTP和SSL/TLS）的ChannelHandler。在内部，ChannelHandler自己也使用了事件和Future，使得它们也成为了你的应用程序将使用的相同抽象的消费者。