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Netty 核心组件

1. 前言

本节我们主要从整体上了解 Netty 有哪些核心组件，很多同学学习完 Netty 虽然会使用，但是只知道如何自定义 Handler 而已，根本不清楚 Netty 有哪些核心的组件。

本节的主要目的是，从整体上概括 Netty 的核心组件，有助于深入了解 Netty 以及关于 Netty 的面试。

2. 核心组件

Netty 的核心模块组件主要分为以下：

组件模块 说明
Boostrap Bootstrap 其实就是启动的意思，主要用来配置 Netty 的相关配置，串联各个组件，针对客户端。
ServerBootstrap 同上，只是它是针对服务端。
线程模型 了解 Reactor 线程模型。
EventLoopGroup 是一组 EventLoop 的抽象，可以简单理解就是线程池，一般分为 BossEventLoopGroup 和 WorkerEventLoopGroup。
ChannelFuture Netty 的所有 IO 操作都是异步的，通过注册监听器来监听执行结果的返回。
Channel Netty 的网络通信组件，客户端和服务端建立连接之后会维持一个 Channel。
ChannelHandlerContext 保存 Channel 对于的上下文，同时关联一个 ChannelHandler 对象。
ChannelHandler 自定义业务 Handler 需要实现它或它的子类，提供了一套生命周期的方法。
ChannelPipeline ChannelPipeline 可认为是一个管道，是管理业务 Handler，通俗理解是保存 ChannelHandler 的 List 集合。
ByteBuf ByteBuf 是一个字节容器，提供了常见 api。Netty 是面向 ByteBuf 来传输数据的。
编码和解码 Netty 内置了常见编解码器，我们也可以自定义自己的编解码器。并且可以把编解码器封装成独立的 Handler，简化繁琐的流程。
拆包和粘包问题 了解为什么会出现拆包和粘包问题，如何去解决它，以及 Netty 内置了常见的拆包器。

总结，以上组件（或者知识点）是 Netty 知识体系里面的核心，并且也是面试当中经常问的内容，有的只需要配置一下即可，很少需要我们去管（如：EventLoopGroup）；有的需要我们去自定义扩展。

核心组件架构图：
图片描述

在真实开发当中，需要我们去解决的问题，主要如下：

  1. 使用 ChannelPipeline 管理自定义 ChannelHandler；
  2. 业务实体和 ByteBuf 之间的转换；
  3. 借助第三方序列化技术、自定义通信协议规则、反射等，自定义编码和解码器，使用通用实体；
  4. 如何解决拆包和粘包问题，其发生的原因是什么，如果解决。

3. 组件详解

Netty 的它优势在于，它是配置化的开发，仅仅靠简单的配置，背后就能实现很复杂的逻辑。但是通常情况下我们很难去了解其背后的原理。下面我们主要挑选开发当中比较常见的组件进行讲解。

3.1 ChannelHandler

ChannelHandler 是一个接口，处理 IO 事件，可以简单的理解它是一个链表当中的一个节点，它的 UML 图如下所示：
图片描述

ChannelHandler 架构图说明：

  1. ChannelHandler 两个子接口，分别是 ChannelInboundHandler 和 ChannelOutboundHandler；其中 ChannelInboundHandler 主要用于处理入站的 I/O 事件；ChannelOutboundHandler 用于处理出站的 I/O 事件；
  2. ChannelInboundHandler 的实现类 ChannelInboundHandlerAdapter 处理入站 I/O 事件；
  3. ChannelOutboundHandler 的实现类 ChannelOutboundHandlerAdapter 处理出站 I/O 事件；

在开发当中，ChannelInboundHandlerAdapter 是使用最多的，其它很少直接使用。值得注意的是 I/O 入站和出站的执行顺序，这个跟 SpringMVC 的拦截器的执行顺序一样。

3.2. ChannelPipeline

ChannelPipeline 是一个比较核心的知识点，它底层设计是采用责任链设计模式，主要作用是管理 Handler 双向链表，包括入站和出站，主要是拦截 inboud 和 outbound 事件，然后每个 handler 节点负责处理具体逻辑。
图片描述

关系梳理：

  1. 一个客户端对应一个 Channel；
  2. 一个 Channel 对应一个 ChannelPipeline；
  3. 一个 ChannelPipeline 又维护了一个双向链表，其中链表的节点是 ChannelHandlerContext；
  4. 一个 ChannelHandlerContext 则关联一个 ChannelHandler（自定义 Handler）；
  5. ChannelHandler 则是自定义 Handler 的一个顶级抽象接口。

入站和出站的顺序：

  1. 入站： 事件会从链表的头部一直往后执行，ChannelInboundHandlerAdapter 子类会被触发；
  2. 出站： 事件会从链表的尾部一直往前执行，ChannelOutboundHandlerAdapter 子类会被触发。

4. 小结

本节内容，主要让大家从整体上了解 Netty 有哪些核心的组件构成，每个主要的作用是什么，主要是方便后面章节深入学习。其中，核心掌握 ChannelHandler 和 ChannelPipeline 这两个组件，平时开发当中涉及比较多的就是这两个组件。

  1. 掌握 ChannelHandler 的 UML 架构关系；
  2. 掌握入站和出站分别继承 ChannelInboundHandlerAdapter 和 ChannelOutboundHandlerAdapter；
  3. 掌握 ChannelPipeline 和 ChannelHandler 之间的关系；
  4. 掌握入站和出站的执行顺序。