不惑之年的硬件牛人转到软件自学之netty框架（二）我的第一个netty应用程序
由于近期开发一个中型的物联项目，带着十来个兄弟从底层硬件到无线局域通信到通用网关到netty高可用框架到spring cloud的后台开发到移动端APP开发到WEB前端的开发整体框架的搭建，虽然很辛苦，但我一直在给兄弟们说我们要三年内在物联行业占有一席之地，期待项目的成功。就因为这样，我写出了这个netty自学框架，虽然也是开始学习，我想通过项目的历练肯定对大家都有用，加油！
今天是：2018年5月18日 主题：我的第一个netty应用程序
这节我们将展示如何构建一个基于Netty的客户端和服务器。应用程序很简单：客户端将消息发送给服务器，而服务器再将消息回送给客户端。通过这个实例，我们可以做到两点：
第一，它会提供一个测试台，用于设置和验证我的开发工具（IDEA）和环境（JDK1.8），可以通过这个示例代码的练习来为自己将来的开发工作做准备；
第二，我将获得关于Netty的一个关键方面的实践经验。
一、编写Echo客户端和服务器应用程序，所能够支持的客户端数量，理论上，仅受限于系统的可用资源（以及所使用的JDK版本可能会施加的限制）
上图看到，Echo客户端和服务器之间的交互是非常简单的；在客户端建立一连接之后，它会想服务器发送一个或多个消息，发过来，服务器又会将每个消息回送给客户端，充分体现了客户端/服务器系统中典型的请求-响应交互模式。
二、编写Echo服务器
所有的Netty服务器都需要以下两部分：
第一、至少一个ChannelHandler-该组件实现了服务器对从客户端接收的数据的处理，即它的业务逻辑；
第二、引导-这是配置服务器的启动代码。至少，它会将服务器绑定到它要监听连接请求的端口数。
1、ChannelHandler和业务逻辑：“EchoServerHandler”
ChannelHandler是一个接口族的父接口，它的实现负责接收并响应事件通知。在Netty应用程序中，所有的数据处理逻辑都包含在这些核心抽象的实现中。因为Echo服务器会响应传入的消息，所以它需要实现ChannelInboundHandler接口，用来定义响应入站事件的方法。这个简单的应用程序只需要用到少量的这些方法，所以继承ChannelInboundHandlerAdapter类就可以了。
@Sharable public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { @Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) { ByteBuf in = (ByteBuf) msg; System.out.println( "Server received: " + in.toString(CharsetUtil.UTF_8)); ctx.write(in); } @Override public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { ctx.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER) .addListener(ChannelFutureListener.CLOSE); } @Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) { cause.printStackTrace(); ctx.close(); } }
以上方法：channelRead（）-------对于每个传入的消息都要调用；channelReadComplete（）-------通知ChannelInboundHandler最后一次对channelRead（）的调用是当前批量读取中的最后一条消息；exceptionCaught（）--------在读取操作期间，有异常抛出时会调用。
@Sharable：标示一个ChannelHandler可以被多个Channel安全地共享
@Sharable
将消息记录到控制台
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) { ByteBuf in = (ByteBuf) msg; System.out.println( "Server received: " + in.toString(CharsetUtil.UTF_8));
将接收到的消息写给发送者，而不冲刷出站消息
ctx.write(in);
将未决消息冲刷到远程节点，并且关闭该Channel
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { ctx.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER) .addListener(ChannelFutureListener.CLOSE); }
打印异常跟踪，并关闭该Channel
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) { cause.printStackTrace(); ctx.close(); }2、引导服务器“EchoServer”
上面EchoServerHandler实现的是核心业务逻辑，这里我们将分析引导服务器，主要完成如下内容：
第一、绑定到服务器将在其上监听并接受传入连接请求的端口；
第二、配置Channel，以将有关的入站消息通知给EchoServerHandler实例
完整代码如下：
public class EchoServer { private final int port; public EchoServer(int port) { this.port = port; } public static void main(String[] args) throws Exception { if (args.length != 1) { System.err.println("Usage: " + EchoServer.class.getSimpleName() + " <port>" ); return; } int port = Integer.parseInt(args[0]); new EchoServer(port).start(); } public void start() throws Exception { final EchoServerHandler serverHandler = new EchoServerHandler(); EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); try { ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); b.group(group) .channel(NioServerSocketChannel.class) .localAddress(new InetSocketAddress(port)) .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ch.pipeline().addLast(serverHandler); } }); ChannelFuture f = b.bind().sync(); System.out.println(EchoServer.class.getName() + " started and listening for connections on " + f.channel().localAddress()); f.channel().closeFuture().sync(); } finally { group.shutdownGracefully().sync(); } } }
首先，设置端口值（如果端口参数的格式不正确，则抛出一个异常）
if (args.length != 1) { System.err.println("Usage: " + EchoServer.class.getSimpleName() + " <port>" ); return; }
其次，调用服务器的start（）方法
int port = Integer.parseInt(args[0]); new EchoServer(port).start();
第三、创建EventLoopGroup来接受和处理新的连接
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
第四、创建ServerBootstrap
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
第五、指定所使用的NIO传输Channel
.channel(NioServerSocketChannel.class)
第六、将本地地址设置为一个具有选定端口的InetSocketAddress
.localAddress(new InetSocketAddress(port))
第七、这点是管家，使用了一个特殊的类-ChannelInitializer，当一个新的连接被接受时，一个新的子Channel将会被创建，而ChannelInitializer将会把一个EchoServerHandler的实例添加到该Channel的ChannelPipeline中。
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ch.pipeline().addLast(serverHandler); } });
第八、异步地绑定服务器；调用sync（）方法阻塞等待直到绑定完成
ChannelFuture f = b.bind().sync();
第九、获取Channel的CloseFuture，并且阻塞当前线程直到它完成
f.channel().closeFuture().sync();
第十、关闭EventLoopGroup，释放所有的资源
group.shutdownGracefully().sync();
3、以上步骤看似有些复杂，但我们可以总结一下重要步骤：
服务器的主要代码组件：
EchoServerHandler实现了业务逻辑；
main（）方法引导了服务器；
引导过程中所需要的步骤如下：
创建一个ServerBootstrap的实例以引导和绑定服务器；
创建并分配一个NioEventLoopGroup实例以进行事件的处理，如接受新连接以及读/写数据；
指定服务器绑定的本地的InetSocketAddress；
使用一个EchoServerHandler的实例初始化每一个新的Channel；
调用ServerBootstrap.bind（）方法以绑定服务器。
三、编写Echo客户端
1、重要步骤：
（1）、为初始化客户端，创建了一个Bootstrap实例连接到服务器；
（2）、为进行事件处理分配了一个NioEventLoopGroup实例，其中事件处理包括创建新的连接以及处理入站和出站数据；
（3）、为服务器连接创建了一个InetSocketAddress实例；
（4）、当连接被建立时，一个EchoClientHandler实例会被安装到ChannelPipeline中；
（5）、当一切都设置完成后，调用Bootstrap.connect（）方法连接到远程节点。
编写客户端所涉及的两个主要代码部分也是业务逻辑和引导。和服务器端一样。
2、客户端的ChannelHandler实现客户端逻辑
（1）、标记该类的实例可以被多个Channel共享
@Sharable
（2）、channelActive（）表示在到服务器的连接已经建立之后将被调用，其确保了数据将会被尽可能快地写入服务器，在这个场景下是一个编码了字符串“Netty rocks!”的字节缓冲区
@Override public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) { ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("Netty rocks!", CharsetUtil.UTF_8)); }
（3）、channelRead0（）表示从服务器接收到一条消息时被调用，每当接收数据时，都会调用这个方法。需要注意的是，由服务器发送的消息可能会被分块接收。也就是说，如果服务器发送了5个字节，那么不能保证这5个字节会被一次性接收。即使是对于这么少量的数据，channelRead0（）方法也可能会被调用两次，第一次使用一个持有3字节的ByteBuf（Netty的字节容器），第二次使用一个持有2字节的ByteBuf。作为一个面向流的协议，TCP保证了字节数组将会按照服务器发送它们的顺序被接收。
@Override public void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in) { System.out.println( "Client received: " + in.toString(CharsetUtil.UTF_8)); }
（4）、exceptionCaught（）表示在处理过程中引发异常时被调用，一旦出现异常将终止到服务器的连接。
@Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) { cause.printStackTrace(); ctx.close(); }
3、引导客户端EchoClient
（1）、使用Echo服务器的地址和端口连接
public EchoClient(String host, int port) { this.host = host; this.port = port; }
（2）、创建Bootstrap并指定EventLoopGroup以处理客户端事件；需要适用于NIO的实现，并建立Channel的传输类型
Bootstrap b = new Bootstrap(); b.group(group) .channel(NioSocketChannel.class)
（3）、设置服务器的InetSocketAddress地址和端口；向ChannelPipeline中添加一个EchoClientHandler实例
.remoteAddress(new InetSocketAddress(host, port)) .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ch.pipeline().addLast( new EchoClientHandler()); } });
（4）、连接到远程节点，阻塞等待直到连接完成。完成后关闭Channel和线程池，并释放所有的资源
ChannelFuture f = b.connect().sync(); f.channel().closeFuture().sync(); } finally { group.shutdownGracefully().sync(); }
四、完成后就是关键的运行问题，这个花了我一些时间，主要在于需要终端输入参数args才能找到端口号运行，具体步骤如下：
1、进入服务器端的工程，选择IDEA菜单中的“RUN”->“Edit Configurations...”
2、在“Program arguments：”就可以填入args的参数，当然要按照“args[0]、args[1].....”的顺序来做。输入args[0]为端口号：8085
3、运行主程序“EchoServer”即可跑起来
4、同理进入客户端的工程，在“RUN”->“Edit Configurations...”,输入本地IP：127.0.0.1 （args[0]）和端口号：8085（ args[1]），即可【注：下面的Use classpath of module里面要选为echo-client】：
5、运行主程序“EchoClient”会打印出：“client received:Netty rocks!”的结果，表示已经成功