包含的 Transport

Netty 自带了一些传输协议的实现,虽然没有支持所有的传输协议,但是其自带的已足够我们来使用。Netty应用程序的传输协议依赖于底层协议,本节我们将学习Netty中的传输协议。

Netty中的传输方式有如下几种:

Table 4.1 Provided transports

方法名称 描述
NIO io.netty.channel.socket.nio 基于java.nio.channels的工具包,使用选择器作为基础的方法。
OIO io.netty.channel.socket.oio 基于java.net的工具包,使用阻塞流。
Local io.netty.channel.local 用来在虚拟机之间本地通信。
Embedded io.netty.channel.embedded 嵌入传输,它允许在没有真正网络的传输中使用 ChannelHandler,可以非常有用的来测试ChannelHandler的实现。

###NIO-Nonblocking I/O

NIO传输是目前最常用的方式,它通过使用选择器提供了完全异步的方式操作所有的 I/O,NIO 从Java 1.4才被提供。

NIO 中,我们可以注册一个通道或获得某个通道的改变的状态,通道状态有下面几种改变:

  • 一个新的 Channel 被接受并已准备好
  • Channel 连接完成
  • Channel 中有数据并已准备好读取
  • Channel 发送数据出去

处理完改变的状态后需重新设置他们的状态,用一个线程来检查是否有已准备好的 Channel,如果有则执行相关事件。在这里可能只同时一个注册的事件而忽略其他的。选择器所支持的操作在 SelectionKey 中定义,具体如下:

Table 4.2 Selection operation bit-set

方法名称 描述
OP_ACCEPT 有新连接时得到通知
OP_CONNECT 连接完成后得到通知
OP_REA 准备好读取数据时得到通知
OP_WRITE 写入更多数据到通道时得到通知,大部分时间

这是可能的,但有时 socket 缓冲区完全填满了。这通常发生在你写数据的速度太快了超过了远程节点的处理能力。

Figure 4.2 Selecting and Processing State Changes

![](../images/Figure 4.2 Selecting and Processing State Changes.jpg)

1.新信道注册 WITH 选择器

2.选择处理的状态变化的通知

3.以前注册的通道

4.Selector.select()方法阻塞,直到新的状态变化接收或配置的超时 已过

5.检查是否有状态变化

6.处理所有的状态变化

7.在选择器操作的同一个线程执行其他任务

有一种功能,目前仅适用于 NIO 传输叫什么 “zero-file-copy (零文件拷贝)”,这使您能够快速,高效地通过移动数据到从文件系统传输内容 网络协议栈而无需复制从内核空间到用户空间。这可以使 FT P或 HTTP 协议有很大的不同。

然而,并非所有的操作系统都支持此功能。此外,你不能用它实现数据加密或压缩文件系统 - 仅支持文件的原生内容。另一方面,传送的文件原本已经加密的是完全有效的。

接下来,我们将讨论的是 OIO ,它提供了一个阻塞传输。

###OIO-Old blocking I/O

Netty 中,该 OIO 传输代表了一种妥协。它通过了 Netty 的通用 API 访问但不是异步,而是构建在 java.net 的阻塞实现上。任何人下面讨论这一点可能会认为,这个协议并没有很大优势。但它确实有它有效的用途。

假设你需要的端口使用该做阻塞调用库(例如 JDBC)。它可能不适合非阻塞。相反,你可以在短期内使用 OIO 传输,后来移植到纯异步的传输上。让我们看看它是如何工作的。

在 java.net API,你通常有一个线程接受新的连接到达监听在ServerSocket,并创建一个新的线程来处理新的 Socket 。这是必需的,因为在一个特定的 socket的每个 I/O 操作可能会阻塞在任何时间。在一个线程处理多个 socket 易造成阻塞操作,一个 socket 占用了所有的其他人。

鉴于此,你可能想知道 Netty 是如何用相同的 API 来支持 NIO 的异步传输。这里的 Netty 利用了 SO_TIMEOUT 标志,可以设置在一个 Socket。这 timeout 指定最大 毫秒 数量 用于等待 I/O 的操作完成。如果操作在指定的时间内失败,SocketTimeoutException 会被抛出。 Netty中捕获该异常并继续处理循环。在接下来的事件循环运行,它再次尝试。像 Netty 的异步架构来支持 OIO 的话,这其实是唯一的办法。当SocketTimeoutException 抛出时,执行 stack trace。

Figure 4.3 OIO-Processing logic

![](../images/Figure 4.3 OIO-Processing logic.jpg)

1.线程分配给 Socket

2.Socket 连接到远程

3.读操作(可能会阻塞)

4.读完成

5.处理可读的字节

6.执行提交到 socket 的其他任务

7.再次尝试读

同个 JVM 内的本地 Transport 通信

Netty 提供了“本地”传输,为运行在同一个 Java 虚拟机上的服务器和客户之间提供异步通信。此传输支持所有的 Netty 常见的传输实现的 API。

在此传输中,与服务器 Channel 关联的 SocketAddress 不是“绑定”到一个物理网络地址中,而是在服务器是运行时它被存储在注册表中,当 Channel 关闭时它会注销。由于该传输不是“真正的”网络通信,它不能与其他传输实现互操作。因此,客户端是希望连接到使用本地传输的的服务器时,要注意正确的用法。除此限制之外,它的使用是与其他的传输是相同的。

内嵌 Transport

Netty中 还提供了可以嵌入 ChannelHandler 实例到其他的 ChannelHandler 的传输,使用它们就像辅助类,增加了灵活性的方法,使您可以与你的 ChannelHandler 互动。

该嵌入技术通常用于测试 ChannelHandler 的实现,但它也可用于将功能添加到现有的 ChannelHandler 而无需更改代码。嵌入传输的关键是Channel 的实现,称为“EmbeddedChannel”。

第10章描述了使用 EmbeddedChannel 来测试 ChannelHandlers。



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