Netty事件监听和处理（上）

Posted 2021-04-30 情情说

今天给大家送了福利：小爱音箱F码，据说卖的比较好，不太好抢到，借着这次公司福利，分享给大家，以表大家的支持和鼓励，。

RabbitMQ实战的后续章节还没来得及看，这篇就总结下之前在项目组分享过的技术点：Netty事件监听和处理。

通过介绍，你会了解到：

• 事件监听、NIO、线程模型等相关概念；

• Netty总体结构；

• 事件监听和处理；

• 项目实践总结；

本篇先介绍下前两节，下一篇介绍后两节。

相关概念

Netty是一个NIO框架，它将IO通道的建立、可读、可写等状态变化，抽象成事件，以责任链的方式进行传递，可以在处理链上插入自定义的Handler，对感兴趣的事件进行监听和处理。

所以，先介绍下事件监听、责任链模型、socket接口和IO模型、线程模型等基本概念，对后面理解Netty的事件监听和处理有很大帮助。

事件监听

JDK监听器模式主要包含以下元素：

• EventObject 事件对象

• EventListener 事件监听接口

• 自定义事件源

• 事件触发

模式很简单，用户可以自定义事件源，保存触发对象的相关数据，事件被触发后，传递给注册事件的处理者。事件监听接口是为了统一处理者方法。

举个比较好理解的按钮单击事件，其中ActionListener是事件监听器，ActionEvent是事件对象，包含了事件源：

实现一套事件监听的具体过程：

• 确定事件源；

• 明确可能产生的事件，定义成不同的事件对象或事件方法；

• 提供一个存储结构，用于保存监听事件的对象，当事件发生时，会通知监听者；

• 执行回调方法，进行业务处理；

责任链模式

主要是说事件处理者的组织方式，通过责任链模式，可以在任何处理节点，添加自定义处理器，很方便。

关于责任链概念，这里再简单说下：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接受者之间的耦合关系，将这个对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理他为止。

socket

一般说NIO，主要是针对网络IO，从网卡中读取数据，向网卡中写入数据，这就是监听器模式的数据源。

网络编程主要通过操作系统提供的socket接口进行，通过了解socket接口可以总结出有哪些事件。

socket是用户进程和内核网络协议之间的统一接口。
socket也是一种特殊的文件，网络通信可以看作是对文件的读取，使得对网络的控制和对文件的控制一样方便。

NIO和IO模型

NIO是指非阻塞IO，我们一般说的IO都是阻塞IO，想全面了解这些概念，又会说的很多，这里就简单概括下。

一个进程所占的内存包括用户态和内核态，为了安全，用户代码是不能直接操作内核态内存的，通过系统调用进行交互，比如读取网络数据，交互过程如下：

图片来自互联网

用户线程发起read请求后，需要等待数据到达才能返回，在这期间，用户线程不能做任何事情，如果是网络编程，可能有很多Socket对象进行监听，会创建大量线程被阻塞，造成资源浪费，性能下降。

针对这种情况，出现了IO模型的概念，有几种方式：

• 同步非阻塞IO；

• IO多路复用；

• 异步IO；

具体介绍，网上有很多资料，就不详细说了，这里只提下IO多路复用，说说我的理解，我们项目中就是使用这种方式。

所谓多路复用，主要是操作系统提供给我们这种开发模式：可以把感兴趣的IO事件（建立、可读、可写等）提前注册，而且多个socket对象可以注册到一个selector选择器上，这样就可以多个socket对象使用一个用户线程进行监听，当事件发生时，会查找对应的socket进行读、写等操作。

之前做过NIO开发的朋友，可以看下面的示例回顾下整个过程：

线程模型

上面说了我对多路复用的理解，提到了一个线程监听多个socket，但如果socket很多，一个线程是处理不过来的。另外，事件的接收和判断 与 数据的读取、处理、写入，可以在不同线程进行。

这就引出了线程模型的概念，比如Reactor和Proactor模型，具体细节就不介绍了，网上有很多资料，最终目的都是为了提高IO事件处理的性能。

Netty总体结构

这部分主要是了解下Netty，对其实现原理先不做深究。

概述

Netty 是一个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;
它驾驭了 Java 高级 API 的能力，并将其隐藏在一个易于使用的 API 之后;

• Core（核心部分），是底层的网络通讯的一些通用抽象，这部分内容是关键。

• Transport Services（传输服务），具体的网络传输能力的定义以及一些实现。

• Protocol Support（协议支持），netty 对于一些通用协议的编码解码实现。

零拷贝

广义的零拷贝是指计算机操作的过程中，CPU不需要为数据在内存之间的拷贝消耗资源。Linux中的sendfile()以及 Java NIO 中的FileChannel.transferTo()方法都实现了零拷贝的功能，而在 Netty 中也通过在FileRegion中包装了 NIO 的FileChannel.transferTo()方法实现了零拷贝。

Netty中所指零拷贝，完全在用户态，更偏向于优化数据操作。Netty允许我们将多段数据合并为一整段虚拟数据供用户使用，而不需要对数据进行拷贝操作。

统一的通讯模型

传统的JAVA IO API 在应对不同的传输协议时，需要使用不同的类型和方法，例如：java.net.Socket和java.net.DatagramSocket，它们并不具有相同的超类型；Java新的IO API与原有的阻塞式IO API也不兼容；

Netty提供了统一的API编程接口，抽象了所有点对点通信操作，仅调整几行代码，便可切换不同的传输实现：

• 基于NIO的TCP/IP传输

• 基于OIO的TCP/IP传输

• 基于OIO的UDP/IP传输

• 本地传输

事件模型

也就是要说的事件监听和处理，提供了很好的方式去处理各种事件。

大致处理过程如上图，具体将在下一篇介绍。

又开始上班啦