SpringBoot整合Netty(服务端)

工作场景:使用Netty长连接实时获取第三方接口的车辆定位数据

开发环境:JDK8

Netty基本介绍

一、什么是Netty

Netty是由JBOSS提供的一个Java开源框架，现为Github上的独立项目。它是一个异步的、基于事件驱动的网络应用框架，用以快速开发高性能、高可靠性的网络IO程序。Netty主要针对在TCP协议下，面向Clients端的高并发应用，或者Peer-to-Peer场景下的大量数据持续传输的应用。

Netty提供了一套完整的API，用于处理网络IO操作，如TCP和UDP套接字。它封装了底层的网络编程细节，使得开发者可以更加专注于业务逻辑的实现。Netty使用了一种高效的线程模型，可以处理大量的并发连接，并且具有很好的伸缩性。

Netty在多个领域都有广泛的应用，如RPC框架、游戏行业、大数据领域等。它支持多种传输类型和协议，如阻塞和非阻塞、基于BIO和NIO的UDP传输、本地传输（in-VM传输）、HTTP通道等。同时，Netty还提供了丰富的编解码器，用于处理各种协议的编解码操作。

Netty的整体结构包括核心层和协议支持层。核心层提供了底层网络通信的通用抽象和实现，包括可扩展的事件模型、通用的通信API、支持零拷贝的ByteBuf等。协议支持层则覆盖了主流协议的编解码实现，如HTTP、SSL、Protobuf等。

总的来说，Netty是一个功能强大、易于使用的网络应用框架，它可以帮助开发者快速构建高性能、高可靠性的网络应用程序。

二、Netty核心组件

Netty的核心组件主要包括以下几个部分：

1. Channels：Channel是Netty网络通信的抽象，用于进行I/O操作。它可以被看作是Java NIO的一个基本抽象，代表了与硬件设备、文件、网络socket等实体的开放连接，或者是一个能够完成读、写等I/O操作的程序。Channel可以被打开或关闭，连接或断开。
2. Callbacks（回调）：Callback是一个方法，它是提供给另一个方法的引用，使得另一个方法可以在适当的时候回过头来调用这个Callback方法。Callback在很多编程情形中被广泛使用，是用于通知相关方某个操作已经完成最常用的方法之一。
3. Futures：在Netty中，Futures用于异步I/O操作的结果。当一个异步操作开始时，会立即返回一个Future，这个Future会在操作完成时得到结果或者异常。
4. Handlers：Handlers是Netty中处理I/O事件或拦截I/O操作的组件。Netty提供了许多内置的Handler，如ChannelInboundHandler、ChannelOutboundHandler等，这些Handler可以处理各种I/O事件，如连接建立、数据接收、异常处理等。
5. Bootstrap与ServerBootstrap：Bootstrap和ServerBootstrap是Netty程序的引导类，主要用于配置各种参数并启动整个Netty服务。它们都继承自AbstractBootstrap抽象类，不同的是，Bootstrap用于客户端引导，而ServerBootstrap用于服务端引导。
6. EventLoopGroup：EventLoopGroup可以理解为一个线程池，用于处理I/O操作。在服务端程序中，一般会绑定两个EventLoopGroup，一个用于处理Accept事件（即新的连接请求），另一个用于处理读写事件。

以上这些组件共同构成了Netty的核心框架，使得开发者可以更加专注于业务逻辑的实现，而无需过多关心底层的网络通信细节。

三、SpringBoot与Netty整合

1. 添加依赖

在SpringBoot项目的pom.xml文件中，我们需要添加Netty的依赖。Netty的官方Maven仓库地址为：https://mvnrepository.com/artifact/io.netty/netty-all

    
        
        
            com.baomidou
            mybatis-plus-boot-starter
        
        
        
            mysql
            mysql-connector-java
        
        
        
            com.alibaba
            druid-spring-boot-starter
        
        
        
            io.netty
            netty-all
        
        
            org.apache.commons
            commons-pool2
        
        
            com.baomidou
            mybatis-plus-boot-starter
        
        
            com.baomidou
            dynamic-datasource-spring-boot-starter
            ${mybatis-plus.version}
        
    

2.创建Netty服务端

@Component
public class NettyServer {
    //负责处理接受进来的链接
    private EventLoopGroup bossGroup;
    //负责处理已经被接收的连接上的I/O操作
    private EventLoopGroup workerGroup;
    //在这个场景中，它表示服务器的绑定操作的结果
    private ChannelFuture future;
    @PostConstruct
    public void startServer() throws Exception {
        bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            //创建ServerBootstrap,这个类封装了服务器端的网络配置，使得我们可以轻松地设置服务器参数
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
            bootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .childHandler(new NettyServerInitializer());
            // 绑定端口并开始接受进来的连接
            future = bootstrap.bind(7000).sync();
            // 等待服务器套接字关闭
            future.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            workerGroup.shutdownGracefully();
            bossGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
    @PreDestroy
    public void stopServer() {
        if (future != null && !future.isDone()) {
            future.cancel(true);
        }
        workerGroup.shutdownGracefully();
        bossGroup.shutdownGracefully();
    }
}

代码解析

1. 类注解

   • @Component: 这是Spring框架的注解，表示这个类是一个组件，Spring会扫描到这个类并将其作为Bean注册到Spring容器中。因此，这个类可以被其他Spring管理的Bean自动装配（如果需要的话）。

2. 类成员变量

   • bossGroup 和 workerGroup: 这两个是EventLoopGroup的实例，用于处理网络事件。bossGroup 主要负责接收进来的连接，而 workerGroup 负责处理已经被接收的连接上的I/O操作。
   • future: 这是一个ChannelFuture的实例，代表了一个异步的I/O操作的结果。在这个场景中，它表示服务器的绑定操作的结果。

3. startServer 方法

   • 该方法使用@PostConstruct注解，这意味着当Spring容器实例化这个Bean并完成依赖注入后，会自动调用这个方法。
   • 在这个方法中，首先创建了两个NioEventLoopGroup实例，一个用于boss，一个用于worker。
   • 然后，使用ServerBootstrap类来配置和启动服务器。这个类封装了服务器端的网络配置，使得我们可以轻松地设置服务器参数。
   • 通过group方法设置boss和worker的EventLoopGroup。
   • 通过channel方法指定使用NioServerSocketChannel作为服务器的通道实现。
   • 通过childHandler方法设置一个新的连接被接受后如何处理。这里使用了NettyServerInitializer（这个类没有在提供的代码段中定义，但我们可以假设它是一个ChannelInitializer的实现，用于配置新的Channel）。
   • 使用bind方法绑定服务器到指定的端口（这里是7000），并使用sync方法阻塞直到绑定完成。
   • 最后，使用closeFuture().sync()方法阻塞当前线程，直到服务器套接字关闭。
   • 在finally块中，无论是否发生异常，都会优雅地关闭EventLoopGroup。

4. stopServer 方法

   • 该方法使用@PreDestroy注解，意味着当Spring容器销毁这个Bean之前，会自动调用这个方法。
   • 在这个方法中，首先检查future是否已经完成（即服务器是否已经关闭）。如果没有，就调用cancel(true)方法来尝试取消这个操作。但是，需要注意的是，这里的cancel可能并不总是能立即停止服务器，它更多的是尝试停止服务器，而不是强制停止。

3.创建字符解析器,用于解析收到的消息

public class NettyServerInitializer extends ChannelInitializer {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch){
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        // 添加一个字符串解码器，用于将接收到的ByteBuf转换成字符串
        // 这里假设使用的是UTF-8字符集
        pipeline.addLast("decoder", new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));
        // 添加一个字符串编码器，用于将发送的字符串转换成ByteBuf
        // 这样服务器发送字符串时，客户端可以直接接收到字符串
        pipeline.addLast("encoder", new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8));
        // 添加自定义的ChannelInboundHandlerAdapter来处理业务逻辑
        pipeline.addLast("handler", new MyChannelHandler());
    }
}

1. 这段代码定义了一个NettyServerInitializer类，它继承自ChannelInitializer，并覆盖了initChannel方法。在Netty中，ChannelInitializer是一个特殊的处理器，它的主要目的是帮助用户配置一个新的Channel的ChannelPipeline。当一个新的连接被接受时，Netty会自动调用ChannelInitializer的initChannel方法来设置这个新连接的ChannelPipeline。

具体来说，initChannel方法会在以下情况下被调用：

1. 当ServerBootstrap的bind方法被调用并成功绑定到某个端口后，开始监听传入的连接。
2. 一旦有客户端连接到服务器，ServerBootstrap会接受这个连接，并创建一个新的SocketChannel来表示这个连接。
3. 对于这个新的SocketChannel，Netty会调用之前设置的ChannelInitializer（在这个例子中是NettyServerInitializer）的initChannel方法。
4. initChannel方法内部会配置这个新SocketChannel的ChannelPipeline，添加解码器、编码器、业务处理器等。
5. 一旦initChannel方法执行完毕，这个ChannelInitializer的使命就完成了，并且会从ChannelPipeline中移除自身，因为它只负责初始化工作，不参与后续的数据处理。

所以，总结来说，NettyServerInitializer的initChannel方法会在一个新的客户端连接被服务器接受时运行，用于初始化这个新连接的ChannelPipeline。

4.创建Handler处理接受到的消息

public class MyChannelHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        // 在这里处理接收到的数据
        System.out.println("msg = " + msg);
    }
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        // 在这里处理异常
    }
}

四、开发中遇到的问题(暂未解决)

1.字符解析器定义之后,接收到的消息仍然乱码

2.项目启动后,可以访问netty的端口号,但是访问不了项目的端口号(已解决)

// future.channel().closeFuture().sync();把这段代码屏蔽就可以