Netty实战八之引导
经过前面的学习，咱们可能要考虑一个问题：如何将这些部分组织起来，成为一个可实际运行的应用程序呢？bootstrap
答案是引导。简单来讲，引导一个应用程序是指对它进行配置，并使它运行起来的过程——尽管该过程的具体细节可能并不如它定义那样简单，尤为是对于一个网络应用程序来讲。安全
引导是咱们一直以来都在组装的完整拼图中缺失的那一块。当你把它放到正确的位置上时，你的Netty应用程序就完整了。服务器
一、Bootstarp类网络
引导类的层次结构包括一个抽象的父类和两个具体的引导子类，以下图所示。ide
相对于将具体的引导类分别看做用于服务器和客户端的引导来讲，记住它们的本意是用来支撑不一样的应用程序的功能的将有所裨益。也就是说，服务器致力于使用一个父Channel来接受来自客户端的链接、并建立子Channel以用于它们之间的通讯；而客户端将最可能只须要一个单独的、没有父Channel的Channel来用于全部的网络交互（这也适用于无链接的传输协议，如UDP，由于它们并非每一个链接都须要一个单独的Channel）工具
两种应用程序类型之间通用的引导步骤由AbstractBootstrap处理，而特定于客户端或者服务器的引导步骤则分别由Bootstrap或ServerBootstrap处理。oop
为何引导类是Cloneable的？学习
你有时可能会须要建立多个具备相似配置或者彻底相同配置的Channel。为了支持这种模式而又不须要为每一个Channel都建立并配置一个新的引导类实例，AbstractBootstrap被标记为了Cloneable。在一个已经配置完成的引导类实例上调用clone（）方法将返回另外一个能够当即使用的引导类实例。.net
注意，这种方式只会建立引导类实例的EventLoopGroup的一个浅拷贝，因此，后者将在全部克隆的Channel实例之间共享。这是能够接受的，由于一般这些克隆的Channel的生命周期都很短暂，一个典型的场景是——建立一个Channel以进行一次HTTP请求。线程
AbstractBootstrap类的完整声明是：
public abstract class AbstractBootstrap <B extends AbstractBootstrap<B,C>,C extends Channel>
在这个签名中，子类型B是其父类型的一个类型参数，所以能够返回到运行时实例的引用以支持方法的链式调用。
其子类的声明以下：
public class Bootstrap extends AbstractBootstrap<Bootstrap,Channel>
和
public class ServerBootstrap extends AbstractBootstrap<ServerBootstrap,ServerChannel>
二、引导客户端和无链接协议
Bootstrap类被用于客户端或者使用了无链接协议的应用程序中。Bootstrap类负责为客户端和使用无链接协议的应用程序建立Channel，以下图所示。
如下代码引导了一个使用NIO TCP传输的客户端
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); //建立一个Bootstrap类的实例以建立和链接新的客户端Channel
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap(); //设置EventLoopGroup，提供用于处理Channel事件的EventLoop
bootstrap.group(group) //指定要使用的Channel实现
.channel(NioSocketChannel.class) //指定用于Channel事件和数据的ChannelInboundHandler
.handler(new SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() {
@Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, ByteBuf byteBuf) throws Exception {
System.out.println("Received data");
}
});
ChannelFuture future = bootstrap.connect( //链接到远程主机
new InetSocketAddress("www.myself.com",80)
);
future.addListener(new ChannelFutureListener() {
@Override public void operationComplete(ChannelFuture channelFuture) throws Exception { if (channelFuture.isSuccess()){
System.out.println("Connection established");
} else {
System.out.println("Connection attempt failed");
channelFuture.cause().printStackTrace();
}
}
});
这个示例使用了前面提到的流式语法，这些方法将经过每次方法调用所返回的对Bootstrap实例的引用连接在一块儿。
三、Channel和EventLoopGroup的兼容性
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); //建立一个Bootstrap类的实例以建立和链接新的客户端Channel
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap(); //指定一个适用于OIO的Channel实现类
bootstrap.group(group)
.channel(OioSocketChannel.class) //设置一个用于处理Channel的I/O事件和数据的ChannelInboundHandler
.handler(new SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() {
@Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, ByteBuf byteBuf) throws Exception {
System.out.println("Received data");
}
});
ChannelFuture future = bootstrap.connect( //尝试链接到远程节点
new InetSocketAddress("www.myself.com",80)
);
future.syncUninterruptibly();
这段代码将会致使IllegalStateException，由于它混用了不兼容的传输。
关于IllegalStateException的更多讨论
在引导过程当中，在调用bind（）或者connect（）方法以前，必须调用如下方法来设置所需的组件：
——group（）
——channel（）或者channelFactory（）
——handler（）
若是不这样作，则将会致使IllegalStateException。对handler（）方法的调用尤为重要，由于它须要配置好ChannelPipeline。
四、引导服务器
具体来讲，ServerChannel的实现负责建立子Channel，这些子Channel表明了已被接受的链接。所以，负责引导ServerChannel的ServerBootstrap提供了这些方法，以简化将设置应用到已被接受的子Channel的ChannelConfig的任务。
下图展现了ServerBootstrap在bind（）方法被调用时建立了一个ServerChannel，而且该ServerChannel管理多个子Channel。
如下代码实现了服务器的引导过程。
NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); //建立ServerBootstrap
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(); //设置EventLoopGroup，其提供了用于处理Channel事件的EventLoop
bootstrap.group(group) //指定要使用的Channel实现
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.childHandler(new SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() {
@Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, ByteBuf byteBuf) throws Exception {
System.out.println("Received data");
}
}); //经过配置好的ServerBootstrap的实例绑定该Channel
ChannelFuture future = bootstrap.bind(new InetSocketAddress(8080));
future.addListener(new ChannelFutureListener() {
@Override public void operationComplete(ChannelFuture channelFuture) throws Exception { if (channelFuture.isSuccess()){
System.out.println("Server bound");
} else {
System.out.println("Bound attempt failed");
channelFuture.cause().printStackTrace();
}
}
});
五、从Channel引导客户端
假设你的服务器正在处理一个客户端的请求，这个请求须要它充当第三方系统的客户端。当一个应用程序必需要和组织现有的系统集成时，就可能发生这种状况。在这种状况下，将须要从已经被接受的子Channel中引导一个客户端Channel。
经过将已被接受的子Channel的EventLoop传递给Bootstrap的group（）方法来共享该EventLoop。由于分配给EventLoop的全部Channel都使用同一个线程，因此这避免了额外的线程建立，以及前面所提到的相关的上下文切换。这个共享的解决方案以下图所示。
实现EventLoop共享涉及经过调用group（）方法来设置EventLoop，以下代码所示。
//建立ServerBootstrap以建立和绑定新的Channel
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(); //设置EventLoopGroup，其将提供用以处理Channel事件的EventLoop
bootstrap.group(new NioEventLoopGroup(),new NioEventLoopGroup()) //指定Channel的实现
.channel(NioServerSocketChannel.class) //注册一个ChannelInitializerImpl的实例来设置ChannelPipeline
.childHandler(new ChannelInitializerImpl());
ChannelFuture future = bootstrap.bind(new InetSocketAddress(8080));
future.sync();*/
/*//建立一个AttributeKey以标识该属性
final AttributeKey<Integer> id = AttributeKey.valueOf("ID");
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
bootstrap.group(new NioEventLoopGroup())
.channel(NioSocketChannel.class)
.handler(new SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() {
@Override public void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { //使用AttributeKey检索属性以及它的值
Integer idValue = ctx.channel().attr(id).get(); //do something with the idValue
}
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, ByteBuf byteBuf)
throws Exception {
System.out.println("Received data");
}
}); //设置ChannelOption其将在connect（）或者bind（）方法被调用时被设置到已经建立的Channel上
bootstrap.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)
.option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS,5000); //存储该id属性
bootstrap.attr(id,123456);
ChannelFuture future = bootstrap.connect(new InetSocketAddress("www.myself.com",80));
future.syncUninterruptibly();
以上示例都反应了编写Netty应用程序的一个通常准则：尽量地重用EventLoop，以减小线程建立带来的开销。
六、在引导过程当中添加多个ChannelHandler
在全部咱们展现过的代码示例中，咱们都在引导的过程当中调用了handler（）或者childHandler（）方法来添加单个的ChannelHandler。这对于简单的应用程序来讲可能已经足够了，可是它不能知足更加复杂的需求。例如，一个必需要支持多种协议的应用程序将会有不少的ChannelHandler，而不会是一个庞大而又笨重的类。
正如你常常看到的同样，你能够根据须要，经过在ChannelPipeline中将它们连接在一块儿来部署尽量多的ChannelHandler。可是，若是在引导的过程当中你只能设置一个ChannelHandler，那么你应该怎么作到这一点呢？
正是针对于这个用例，Netty提供了一个特殊的ChannelInboundHandlerAdapter子类：
public abstract class ChannelInitializer<C extend Channel> extends ChannInboundHandlerAdapter
它定义了下面的方法：
protected abstract void initChannel(C ch) throws Exception
这个方法提供了一种将多个ChannelHandler添加到一个ChannelPipeline中的简便方法。你只须要简单地向Bootstrap或ServerBootstrap的实例提供你的ChannelInitializer实现便可，而且一旦Channel被注册到了它的EventLoop以后，就会调用你的initChannel（）版本。在该方法返回以后，ChannelInitializer的实例将会从ChannelPipeline中移除它本身。
如下代码定义了ChannelInitializer类，并经过ServerBootstrap的childHandler（）方法注册了它。
/建立ServerBootstrap以建立和绑定新的Channel
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(); //设置EventLoopGroup，其将提供用以处理Channel事件的EventLoop
bootstrap.group(new NioEventLoopGroup(),new NioEventLoopGroup()) //指定Channel的实现
.channel(NioServerSocketChannel.class) //注册一个ChannelInitializerImpl的实例来设置ChannelPipeline
.childHandler(new ChannelInitializerImpl()); ChannelFuture future = bootstrap.bind(new InetSocketAddress(8080));
future.sync();//用以设置ChannelPipeline的自定义ChannelInitializerImpl实现
final static class ChannelInitializerImpl extends ChannelInitializer<Channel>{
@Override
protected void initChannel(Channel channel) throws Exception { ChannelPipeline pipeline = channel.pipeline();
pipeline.addLast(new HttpClientCodec());
pipeline.addLast(new HttpObjectAggregator(Integer.MAX_VALUE));
}
}
七、使用Netty的ChannelOption和属性
在每一个Channel建立时都手动配置它可能会变得至关乏味。幸运的是，你没必要这样作。相反，你可使用option（）方法来将ChannelOption应用到引导。你所提供的值将会被自动应用到引导所建立的全部Channel。可用的ChannelOption包括了底层链接的详细信息，如keep-aliva或者超时属性以及缓冲区设置。
Netty应用程序一般与组织的专有软件集成在一块儿，而像Channel这样的组件可能甚至会在正常的Netty生命周期以外被使用。在某些经常使用的属性和数据不可用时，Netty提供了AttributeMap抽象（一个由Channel和引导类提供的集合）以及AttributeKey<T>（一个用于插入和获取属性值的泛型类）。使用这些工具，即可以安全地将任何类型的数据项与客户端和服务器Channel（包含ServerChannel的子Channel）相关联了。
例如，考虑一个用于跟踪用户和Channel之间的关系的服务器应用程序。这能够经过将用户的ID存储为Channel的一个属性来完成。相似的技术能够被用来基于用户的ID将消息路由给用户，或者关闭活动较少的Channel。
如下代码展现了能够如何使用ChannelOption来配置Channel，以及若是使用属性来存储整型值。
//建立一个AttributeKey以标识该属性
final AttributeKey<Integer> id = AttributeKey.valueOf("ID");
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
bootstrap.group(new NioEventLoopGroup())
.channel(NioSocketChannel.class)
.handler(new SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() { @Override
public void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { //使用AttributeKey检索属性以及它的值
Integer idValue = ctx.channel().attr(id).get(); //do something with the idValue
} @Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, ByteBuf byteBuf)
throws Exception {
System.out.println("Received data");
}
}); //设置ChannelOption其将在connect（）或者bind（）方法被调用时被设置到已经建立的Channel上
bootstrap.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)
.option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS,5000); //存储该id属性
bootstrap.attr(id,123456);
ChannelFuture future = bootstrap.connect(new InetSocketAddress("www.myself.com",80));
future.syncUninterruptibly();
八、引导DatagramChannel
前面的引导代码示例使用的都是基于TCP协议的SocketChannel，可是Bootstrap类也能够被用于无链接的协议。为此，Netty提供了各类DatagramChannel的实现。惟一区别就是，再也不调用connect（）方法，而是只调用bind（），以下代码所示。
//建立一个Bootstrap的实例以建立和绑定新的数据报Channel
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap(); //设置EventLoopGroup,其提供了用以处理Channel事件的EventLoop
bootstrap.group(new OioEventLoopGroup()).channel(OioDatagramChannel.class).handler( new SimpleChannelInboundHandler<DatagramPacket>() { @Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext,
DatagramPacket datagramPacket) throws Exception { //Do something with the packet
}
}
); //调用bind（）方法，由于该协议是无链接的
ChannelFuture future = bootstrap.bind(new InetSocketAddress(0));
future.addListener(new ChannelFutureListener() { @Override
public void operationComplete(ChannelFuture channelFuture) throws Exception { if (channelFuture.isSuccess()){
System.out.println("Channel bound");
} else {
System.out.println("Bind attempt faild");
channelFuture.cause().printStackTrace();
}
}
});
九、关闭
引导使你的应用程序启动而且运行起来，可是早晚你都须要优雅地将它关闭。固然你也可让JVM在退出时处理好一切，可是这不符合优雅的定义，优雅是指干净地释放资源。关闭Netty应用程序并无太多的魔法，可是仍是有些事情须要记在心上。
最重要的是，你须要关闭EventLoopGroup，它将处理任何挂起的事件和任务，而且随后释放全部活动的线程。这就是调用EventLoopGroup.shutdownGracefully()方法的做用。这个方法调用将会返回一个Future，这个Future将在关闭完成时接收到通知。须要注意的是，所返回的Future注册一个监听器以在关闭完成时得到通知。
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
bootstrap.group(group)
.channel(NioSocketChannel.class);
... //shutdownGracefully()方法将释放全部的资源，而且关闭全部的当前正在使用中的Channel
io.netty.util.concurrent.Future future = group.shutdownGracefully(); //block until the group has shutdown
future.syncUninterruptibly();
或者，你也能够调用EventLoopGroup.shutdownGracefully（）方法以前，显式地在全部活动的Channel上调用Channel.close（）方法。可是在任何状况下，都请记得关闭EventLoopGroup自己。
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