Netty 核心组件

1.Bootstrap、ServerBootstrap

1) Bootstrap 意思是引导， 一个 Netty 应用通常由一个 Bootstrap 开始， 主要作用是配置整个 Netty 程序， 串联
各个组件， Netty 中 Bootstrap 类是客户端程序的启动引导类， ServerBootstrap 是服务端启动引导类

2) 常见的方法有 ：

• public ServerBootstrap group(EventLoopGroup parentGroup, EventLoopGroup childGroup)，该方法用于服务器端，用来设置两个 EventLoop public B group(EventLoopGroup group) ，该方法用于客户端，用来设置一个 EventLoop
• public B channel(Class<? extends C> channelClass)，该方法用来设置一个服务器端的通道实现
• public <T> B option(ChannelOption<T> option, T value)，用来给 ServerChannel 添加配置
• public <T> ServerBootstrap childOption(ChannelOption<T> childOption, T value)，用来给接收到的通道添加配置
• public ServerBootstrap childHandler(ChannelHandler childHandler)，该方法用来设置业务处理类（自定义的 handler）
• public ChannelFuture bind(int inetPort) ，该方法用于服务器端，用来设置占用的端口号 public ChannelFuture connect(String inetHost, int inetPort) ，该方法用于客户端，用来连接服务器端

 2.Future、 ChannelFuture

Netty 中所有的 IO 操作都是异步的， 不能立刻得知消息是否被正确处理。 但是可以过一会等它执行完成或者直接注册一个监听， 具体的实现就是通过 Future 和 ChannelFutures， 他们可以注册一个监听， 当操作执行成功或失败时监听会自动触发注册的监听事件 

常见的方法有：
Channel channel()， 返回当前正在进行 IO 操作的通道
ChannelFuture sync()， 等待异步操作执行完毕

3.Channel
1) Netty 网络通信的组件， 能够用于执行网络 I/O 操作。
2) 通过 Channel 可获得当前网络连接的通道的状态
3) 通过 Channel 可获得 网络连接的配置参数 （例如接收缓冲区大小）
4) Channel 提供异步的网络 I/O 操作(如建立连接， 读写， 绑定端口)， 异步调用意味着任何 I/O 调用都将立即返回， 并且不保证在调用结束时所请求的 I/O 操作已完成
5) 调用立即返回一个 ChannelFuture 实例， 通过注册监听器到 ChannelFuture 上， 可以 I/O 操作成功、 失败或取消时回调通知调用方
6) 支持关联 I/O 操作与对应的处理程序
7) 不同协议、 不同的阻塞类型的连接都有不同的 Channel 类型与之对应， 常用的 Channel 类型:

• NioSocketChannel， 异步的客户端 TCP Socket 连接。NioServerSocketChannel， 异步的服务器端 TCP Socket 连接。NioDatagramChannel， 异步的 UDP 连接。
  NioSctpChannel， 异步的客户端 Sctp 连接。
  NioSctpServerChannel， 异步的 Sctp 服务器端连接， 这些通道涵盖了 UDP 和 TCP 网络 IO 以及文件 IO。
  

5. Selector

1) Netty 基于 Selector 对象实现 I/O 多路复用， 通过 Selector 一个线程可以监听多个连接的 Channel 事件。
2) 当向一个 Selector 中注册 Channel 后， Selector 内部的机制就可以自动不断地查询(Select) 这些注册的,Channel 是否有已就绪的 I/O 事件（例如可读， 可写， 网络连接完成等）,这样程序就可以很简单地使用一个线程高效地管理多个 Channel 

 6.ChannelHandler 及其实现类 

1) ChannelHandler 是一个接口， 处理 I/O 事件或拦截 I/O 操作， 并将其转发到其 ChannelPipeline(业务处理链)中的下一个处理程序。
2) ChannelHandler 本身并没有提供很多方法， 因为这个接口有许多的方法需要实现， 方便使用期间， 可以继承它的子类
3) ChannelHandler 及其实现类一览图(后)

 4) 我们经常需要自定义一个 Handler 类去继承 ChannelInboundHandlerAdapter， 然后通过重写相应方法实现业务逻辑， 我们接下来看看一般都需要重写哪些方法 

 7.Pipeline 和 ChannelPipeline

ChannelPipeline 是一个重点：
1) ChannelPipeline 是一个 Handler 的集合， 它负责处理和拦截 inbound 或者 outbound 的事件和操作， 相当于一个贯穿 Netty 的链。 

   (也可以这样理解： ChannelPipeline 是 保存 ChannelHandler 的 List， 用于处理或拦截Channel 的入站事件和出站操作)
2) ChannelPipeline 实现了一种高级形式的拦截过滤器模式， 使用户可以完全控制事件的处理方式， 以及 Channel中各个的 ChannelHandler 如何相互交互
3) 在 Netty 中每个 Channel 都有且仅有一个 ChannelPipeline 与之对应， 它们的组成关系如下

 4) 常用方法
ChannelPipeline addFirst(ChannelHandler... handlers)， 把一个业务处理类（handler） 添加到链中的第一个位置
ChannelPipeline addLast(ChannelHandler... handlers)， 把一个业务处理类（handler） 添加到链中的最后一个位置

8.ChannelHandlerContext
1) 保存 Channel 相关的所有上下文信息， 同时关联一个 ChannelHandler 对象
2) 即 ChannelHandlerContext 中 包 含 一 个 具 体 的 事 件 处 理 器 ChannelHandler ， 同 时ChannelHandlerContext 中也绑定了对应的 pipeline 和 Channel 的信息， 方便对 ChannelHandler 进行调用.
3) 常用方法

  9.ChannelOption

1) Netty 在创建 Channel 实例后,一般都需要设置 ChannelOption 参数。
2) ChannelOption 参数如下:

 10.EventLoopGroup 和其实现类 NioEventLoopGroup 

1) EventLoopGroup 是一组 EventLoop 的抽象， Netty 为了更好的利用多核 CPU 资源， 一般会有多个 EventLoop同时工作， 每个 EventLoop 维护着一个 Selector 实例。

2) EventLoopGroup 提供 next 接口， 可以从组里面按照一定规则获取其中一个 EventLoop 来处理任务。 在 Netty服 务 器 端 编 程 中 ， 我 们 一 般 都 需 要 提 供 两 个 EventLoopGroup ，

例 如 ： BossEventLoopGroup 和WorkerEventLoopGroup。
3) 通常一个服务端口即一个 ServerSocketChannel 对应一个 Selector 和一个 EventLoop 线程。 BossEventLoop 负责接收客户端的连接并将 SocketChannel 交给 WorkerEventLoopGroup 来进行 IO 处理， 如下图所示 

 4) 常用方法
public NioEventLoopGroup()， 构造方法
public Future<?> shutdownGracefully()， 断开连接， 关闭线程 

 11.Unpooled 类 

1) Netty 提供一个专门用来操作缓冲区(即 Netty 的数据容器)的工具类
2) 常用方法如下所示

3) 举例说明 Unpooled 获取 Netty 的数据容器 ByteBuf 的基本使用 【案例演示】

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;

public class NettyByteBuf01 {
    public static void main(String[] args) {


        //创建一个ByteBuf
        //说明
        //1. 创建 对象，该对象包含一个数组arr , 是一个byte[10]
        //2. 在netty 的buffer中，不需要使用flip 进行反转
        //   底层维护了 readerindex 和 writerIndex
        //3. 通过 readerindex 和  writerIndex 和  capacity， 将buffer分成三个区域
        // 0---readerindex 已经读取的区域
        // readerindex---writerIndex ， 可读的区域
        // writerIndex -- capacity, 可写的区域
        ByteBuf buffer = Unpooled.buffer(10);

        for(int i = 0; i < 10; i++) {
            buffer.writeByte(i);
        }

        System.out.println("capacity=" + buffer.capacity());//10
        //输出
//        for(int i = 0; i<buffer.capacity(); i++) {
//            System.out.println(buffer.getByte(i));
//        }
        for(int i = 0; i < buffer.capacity(); i++) {
            System.out.println(buffer.readByte());
        }
        System.out.println("执行完毕");
    }
}

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;

import java.nio.charset.Charset;

public class NettyByteBuf02 {
    public static void main(String[] args) {

        //创建ByteBuf
        ByteBuf byteBuf = Unpooled.copiedBuffer("hello,world!", Charset.forName("utf-8"));

        //使用相关的方法
        if(byteBuf.hasArray()) { // true

            byte[] content = byteBuf.array();

            //将 content 转成字符串
            System.out.println(new String(content, Charset.forName("utf-8")));

            System.out.println("byteBuf=" + byteBuf);

            System.out.println(byteBuf.arrayOffset()); // 0
            System.out.println(byteBuf.readerIndex()); // 0
            System.out.println(byteBuf.writerIndex()); // 12
            System.out.println(byteBuf.capacity()); // 36

            //System.out.println(byteBuf.readByte()); //
            System.out.println(byteBuf.getByte(0)); // 104

            int len = byteBuf.readableBytes(); //可读的字节数  12
            System.out.println("len=" + len);

            //使用for取出各个字节
            for(int i = 0; i < len; i++) {
                System.out.println((char) byteBuf.getByte(i));
            }

            //按照某个范围读取
            System.out.println(byteBuf.getCharSequence(0, 4, Charset.forName("utf-8")));
            System.out.println(byteBuf.getCharSequence(4, 6, Charset.forName("utf-8")));


        }


    }
}