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Netty介绍

article 2025/3/4 4:21:55

Netty 是一个基于 Java NIO（New I/O）的高性能网络通信框架，主要用于构建高并发、低延迟的网络应用，如 IM（即时通讯）、RPC 框架、游戏服务器、代理服务器等。

Netty 主要特点

异步非阻塞（NIO）：基于 Java NIO，使用 Reactor 线程模型，支持高并发请求处理。
高性能：相比传统的 Java BIO（阻塞 I/O），Netty 在吞吐量、并发数和延迟等方面表现更优。
易用性：提供了丰富的 API，屏蔽了底层 NIO 复杂性，使开发更简单。
支持多种协议：支持 HTTP、WebSocket、TCP、UDP、SSL/TLS 等协议，可用于多种场景。
内置心跳机制：方便处理长连接应用，如 IM、在线游戏等。
内存管理：使用 Pooled ByteBuf 进行高效的内存分配和回收，减少 GC 影响。
事件驱动模型：基于 ChannelPipeline 和事件驱动机制，支持灵活的业务扩展。

Netty 核心组件

Bootstrap & ServerBootstrap（启动器）
- Bootstrap：用于客户端
- ServerBootstrap：用于服务器端
EventLoopGroup（线程组）
- bossGroup：负责处理客户端的连接请求
- workerGroup：负责处理具体的 I/O 事件（读写等）
Channel（通道）
- 代表一个网络连接（TCP 连接、UDP 通道等）
- 主要实现类有 NioSocketChannel、NioServerSocketChannel
ChannelPipeline（通道流水线）
- 负责管理 ChannelHandler，实现数据的处理链
ChannelHandler（通道处理器）
- 负责数据的编解码、业务逻辑处理等
- 主要有 ChannelInboundHandler（入站处理器）、ChannelOutboundHandler（出站处理器）

Netty 服务器端示例

public class NettyServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1); // 处理客户端连接
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); // 处理I/O事件

        try {
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
            bootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
                     .channel(NioServerSocketChannel.class)
                     .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                         @Override
                         protected void initChannel(SocketChannel ch) {
                             ch.pipeline().addLast(new SimpleServerHandler()); // 添加自定义处理器
                         }
                     });

            ChannelFuture future = bootstrap.bind(8080).sync(); // 绑定端口
            System.out.println("Netty 服务器启动成功，端口：8080");
            future.channel().closeFuture().sync(); // 监听关闭事件
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

自定义处理器（SimpleServerHandler）

import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;

public class SimpleServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
        System.out.println("收到消息: " + msg);
        ctx.writeAndFlush("服务器已收到：" + msg);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }
}

Netty 客户端示例

public class NettyClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();

        try {
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
            bootstrap.group(group)
                     .channel(NioSocketChannel.class)
                     .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                         @Override
                         protected void initChannel(SocketChannel ch) {
                             ch.pipeline().addLast(new SimpleClientHandler());
                         }
                     });

            ChannelFuture future = bootstrap.connect("127.0.0.1", 8080).sync();
            future.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }
}

class SimpleClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
        ctx.writeAndFlush("Hello, Netty Server!");
    }

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
        System.out.println("收到服务器消息: " + msg);
    }
}

Netty 应用场景

IM（即时通讯）：如微信、QQ 等使用 Netty 实现高并发 WebSocket 通信。
RPC 框架：如 Dubbo、gRPC 底层使用 Netty 进行高效网络通信。
游戏服务器：支持 TCP/UDP 协议，可用于开发高性能游戏服务器。
网关/代理：如 API Gateway、反向代理服务器，处理高并发请求。
分布式消息队列：如 RocketMQ、Kafka 一些组件使用 Netty 进行网络通信。

Netty 优势 vs 传统 BIO/NIO

对比项	BIO（同步阻塞）	NIO（非阻塞）	Netty
线程模型	一线程一连接	多路复用	事件驱动+多路复用
并发能力	低	中等	高
编程难度	简单	复杂	适中（封装NIO）
资源占用	高	低	低
适用场景	小规模服务	中等并发	高并发