第 4 章传输

旧城等待， 2022-05-24 04:19 180阅读 0赞

本节主要内容有以下几个方面

*  OIO——阻塞传输
 *  NIO——异步传输
 *  Embedded——测试 ChannelHandler

# 4.1 案例 #

## 4.1.1 java 版本的OIO 和 NIO ##

代码后续不上

## 4.1.2 Netty 版本的 OIO 和 NIO ##

代码后续不上

# 4.2 传输 API #

传输 API 的核心就是 Channel 接口，它被用于所有的 IO 操作。

每一个 Channel 都会被分配一个 ChannelPipeLine 和 ChannelConfig，ChannelConfig 包含 Channel 的所有配置。每一个Channel 都是独一无二的。前面我们说过 ChannelPipeLine 持有所有的 ChannelHandler 的实例，形成一个 ChannelHandler 链，使得数据在链中可以顺序流动。在这里，ChannelPipeLine 其实是实现了一种设计模式——拦截过滤器（Intercepting Filter）。从而使得你可以通过自己的需要添加或者删除 ChannelHandler 实例来修改 ChannelPipeLine。

Channel 一些重要的方法

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>方法名&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</td> 
   <td>描述</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>eventLoop</td> 
   <td>返回分配 Channel 的EventLoop</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pipeLine&nbsp; &nbsp;</td> 
   <td>返回分配给 Channel 的 ChannelPipeLine</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>isActive</td> 
   <td>如果 Channel 是活动的（例如：一个Socket 传输连接到了远程），则返回 true</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>localAddress</td> 
   <td>返回本地的 SocketAddress</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>remoteAddress</td> 
   <td>返回远程的 SocketAddress</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>write</td> 
   <td>将数据冲刷到远程节点。<strong>这个数据被传输到 ChannelPipeLine ，并且排队直到被冲刷</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>flush</td> 
   <td>将之前已写好的数据冲刷到底层传输</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>writeAndFlush&nbsp; &nbsp;</td> 
   <td>连续调用 write 和 flush</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

Netty 的 Channel 实现是线程安全的，当多个线程同时使用 Channel 冲刷数据时，也不会出现线程安全问题。因为处理每一个 Channel 数据流的实际上是 EventLoop，而每一个 Channel 只会和一个 EventLoop 绑定，每一个 EventLoop 又只属于一个线程。

# 4.3 一些内置的传输 #

Netty 提供一些可开箱即用的内置传输方式。所以理解这些传输方式对于我们的应用实践大有裨益。Netty 所提供的传输如下

*      NIO——使用 java.nio.channels 包作为基础（基于选择器的方式）
 *      Epoll——有 JNI 驱动的 epoll（）和非阻塞 IO
 *      OIO——使用 java.net 包作为基础（使用阻塞流）
 *      Local——可以在 JVM 内部通过管道进行通信的本地传输
 *     Embedded——Embedded传输，允许使用 ChannelHander 而又不需要一个真正的基于网络环境的传输。方便测试     ChannelHandler

##  4.3.1 NIO——非阻塞IO ##

NIO 的实现核心在于选择器（[Selector详情][Selector]）。选择器作用，简单说来，就是可以筛选出注册在该选择器中指定状态的通道，然后使用该通道去完成想要完成任务。每一个 Channel 最多可以有 4 种状态：

AcceptAble（OP\_ACCEPT）：新的 Channel 已被接收且就绪的状态

Connectable（OP\_CONNECT）：Channel 连接已经完成的状态

Readable（OP\_READ）：Channel 有已就好的可读的数据

WriteAble（OP\_WRITE）：Channel 可用于写数据

上面这些状态可以在把 Channel 注册到选择器的阶段指定，类似于下面这样

channel.configureBlocking(false);
    //向 selcetor 中注册一个Channel，选择选择该 Channel 的条件是该 Channel 达到 Readable 状态
    SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);

channel.configureBlocking(false);
    //向 selcetor 中注册一个Channel，选择器选择该 Channel 的条件是 Channel 达到 Readable 或者 Writeable 状态
    SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE)

一个 Channel 在注册到选择器的阶段，至少应该指定一种状态，否则该 Channel 永远不会被执行。在这里就体现了一种事件驱动的概念，即每当 Channel 达到某种事先指定好的状态后，就可以被选择器选中，然后去执行相关的操作。

前面这些其实都是基于 java NIO 中关于 Selector 原理的一个简单描述，在 Netty 中，已经把这些内部细节完全隐藏起来了，只对外暴露了一个很简单的 API，方便用户的使用。一个完整的 选择器处理达到指定状态 Channel 示意图如下

![20180520204618443][]

注：当有多个同时达到指定状态的 Channel 时，都会被选择器选中的。

## 4.3.2 Epoll——用于 Linux 的本地非阻塞传输 ##

Epoll，具有一个高可扩展性的 IO 事件通知特性。在 Linux 系统推荐使用它。它的用法和 NIO 基本一样，只需要把 NIOEventLoopGroup 替换为 EpollEventLoopGroup，以及把 NioServerSocketChannel.class 替换为 EpollServerSocketChannel.class 即可。

## 4.3.3 Embeded传输 ##

主要用于本地测试编写的 ChannelHandler 逻辑，具体的测试用例将在后面的章节进行说明

# 总结 #

本章对 Netty 提供的一些传输方式进行了说明，下一章将会对 Netty 提供的存储数据的容器 ByteBuf 和 ByteBufHolder 进行详细说明

[Selector]: http://tutorials.jenkov.com/java-nio/selectors.html
[20180520204618443]: /images/20220524/48459bf7ae1d473da87854170fd4fe9d.png