《netty入門與實戰》筆記-02：服務端啟動流程

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1.服務端啟動流程

這一小節，我們來學習一下如何使用 Netty 來啟動一個服務端應用程序，以下是服務端啟動的一個非常精簡的 Demo:

NettyServer.java

public class NettyServer {public static void main(String[] args) {NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).childHandler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {protected void initChannel(NioSocketChannel ch) {}});serverBootstrap.bind(8000);}
}

首先看到，我們創建了兩個NioEventLoopGroup，這兩個對象可以看做是傳統IO編程模型的兩大線程組，bossGroup表示監聽端口，accept 新連接的線程組，workerGroup表示處理每一條連接的數據讀寫的線程組。用生活中的例子來講就是，一個工廠要運作，必然要有一個老板負責從外面接活，然后有很多員工，負責具體干活，老板就是bossGroup，員工們就是workerGroup，bossGroup接收完連接，扔給workerGroup去處理。
接下來我們創建了一個引導類 ServerBootstrap，這個類將引導我們進行服務端的啟動工作，直接new出來開搞。
我們通過.group(bossGroup, workerGroup)給引導類配置兩大線程組，這個引導類的線程模型也就定型了。
然后，我們指定我們服務端的 IO 模型為NIO，我們通過.channel(NioServerSocketChannel.class)來指定 IO 模型，當然，這里也有其他的選擇，如果你想指定 IO 模型為 BIO，那么這里配置上OioServerSocketChannel.class類型即可，當然通常我們也不會這么做，因為Netty的優勢就在于NIO。
接著，我們調用childHandler()方法，給這個引導類創建一個ChannelInitializer，這里主要就是定義后續每條連接的數據讀寫，業務處理邏輯，不理解沒關系，在后面我們會詳細分析。ChannelInitializer這個類中，我們注意到有一個泛型參數NioSocketChannel，這個類呢，就是 Netty 對 NIO 類型的連接的抽象，而我們前面NioServerSocketChannel也是對 NIO 類型的連接的抽象，NioServerSocketChannel和NioSocketChannel的概念可以和 BIO 編程模型中的ServerSocket以及Socket兩個概念對應上

我們的最小化參數配置到這里就完成了，我們總結一下就是，要啟動一個Netty服務端，必須要指定三類屬性，分別是線程模型、IO 模型、連接讀寫處理邏輯，有了這三者，之后在調用bind(8000)，我們就可以在本地綁定一個 8000 端口啟動起來，以上這段代碼讀者可以直接拷貝到你的 IDE 中運行。

2.自動綁定遞增端口

在上面代碼中我們綁定了 8000 端口，接下來我們實現一個稍微復雜一點的邏輯，我們指定一個起始端口號，比如 1000，然后呢，我們從1000號端口往上找一個端口，直到這個端口能夠綁定成功，比如 1000 端口不可用，我們就嘗試綁定 1001，然后 1002，依次類推。

serverBootstrap.bind(8000);這個方法呢，它是一個異步的方法，調用之后是立即返回的，他的返回值是一個ChannelFuture，我們可以給這個ChannelFuture添加一個監聽器GenericFutureListener，然后我們在GenericFutureListener的operationComplete方法里面，我們可以監聽端口是否綁定成功，接下來是監測端口是否綁定成功的代碼片段

serverBootstrap.bind(8000).addListener(new GenericFutureListener<Future<? super Void>>() {public void operationComplete(Future<? super Void> future) {if (future.isSuccess()) {System.out.println("端口綁定成功!");} else {System.err.println("端口綁定失敗!");}}
});

我們接下來從 1000 端口號，開始往上找端口號，直到端口綁定成功，我們要做的就是在 if (future.isSuccess())的else邏輯里面重新綁定一個遞增的端口號，接下來，我們把這段綁定邏輯抽取出一個bind方法

private static void bind(final ServerBootstrap serverBootstrap, final int port) {serverBootstrap.bind(port).addListener(new GenericFutureListener<Future<? super Void>>() {public void operationComplete(Future<? super Void> future) {if (future.isSuccess()) {System.out.println("端口[" + port + "]綁定成功!");} else {System.err.println("端口[" + port + "]綁定失敗!");bind(serverBootstrap, port + 1);}}});
}

然后呢，以上代碼中最關鍵的就是在端口綁定失敗之后，重新調用自身方法，并且把端口號加一，然后，在我們的主流程里面，我們就可以直接調用

bind(serverBootstrap, 1000)

端口成功綁定了在1024，從 1000 開始到 1023，端口均綁定失敗了，這是因為在我的 MAC 系統下，1023 以下的端口號都是被系統保留了，需要 ROOT 權限才能綁定。

以上就是自動綁定遞增端口的邏輯，接下來，我們來一起學習一下，服務端啟動，我們的引導類ServerBootstrap除了指定線程模型，IO 模型，連接讀寫處理邏輯之外，他還可以干哪些事情？

3.服務端啟動其他方法

handler() 方法

serverBootstrap.handler(new ChannelInitializer<NioServerSocketChannel>() {protected void initChannel(NioServerSocketChannel ch) {System.out.println("服務端啟動中");}
})

handler()方法呢，可以和我們前面分析的childHandler()方法對應起來，childHandler()用于指定處理新連接數據的讀寫處理邏輯，handler()用于指定在服務端啟動過程中的一些邏輯，通常情況下呢，我們用不著這個方法。

attr() 方法

serverBootstrap.attr(AttributeKey.newInstance("serverName"), "nettyServer")

attr()方法可以給服務端的 channel，也就是NioServerSocketChannel指定一些自定義屬性，然后我們可以通過channel.attr()取出這個屬性，比如，上面的代碼我們指定我們服務端channel的一個serverName屬性，屬性值為nettyServer，其實說白了就是給NioServerSocketChannel維護一個map而已，通常情況下，我們也用不上這個方法。

那么，當然，除了可以給服務端 channel NioServerSocketChannel指定一些自定義屬性之外，我們還可以給每一條連接指定自定義屬性

childAttr() 方法

serverBootstrap.childAttr(AttributeKey.newInstance("clientKey"), "clientValue")

上面的childAttr可以給每一條連接指定自定義屬性，然后后續我們可以通過channel.attr()取出該屬性。

childOption() 方法

serverBootstrap.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true).childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)

childOption()可以給每條連接設置一些TCP底層相關的屬性，比如上面，我們設置了兩種TCP屬性，其中

ChannelOption.SO_KEEPALIVE表示是否開啟TCP底層心跳機制，true為開啟
ChannelOption.TCP_NODELAY表示是否開始Nagle算法，true表示關閉，false表示開啟，通俗地說，如果要求高實時性，有數據發送時就馬上發送，就關閉，如果需要減少發送次數減少網絡交互，就開啟。

其他的參數這里就不一一講解，有興趣的同學可以去這個類里面自行研究。

option() 方法

除了給每個連接設置這一系列屬性之外，我們還可以給服務端channel設置一些屬性，最常見的就是so_backlog，如下設置

serverBootstrap.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)

表示系統用于臨時存放已完成三次握手的請求的隊列的最大長度，如果連接建立頻繁，服務器處理創建新連接較慢，可以適當調大這個參數

4.總結

本文中，我們首先學習了 Netty 服務端啟動的流程，一句話來說就是：創建一個引導類，然后給他指定線程模型，IO模型，連接讀寫處理邏輯，綁定端口之后，服務端就啟動起來了。
然后，我們學習到 bind 方法是異步的，我們可以通過這個異步機制來實現端口遞增綁定。
最后呢，我們討論了 Netty 服務端啟動額外的參數，主要包括給服務端 Channel 或者客戶端 Channel 設置屬性值，設置底層 TCP 參數。