目錄

1. EventLoop 與線程模型

2. Channel（通道）

3. ChannelHandler 與 Pipeline

4. ByteBuf（數據容器）

5. Bootstrap 與 ServerBootstrap

6. Future 與 Promise

7. 其他核心概念

總結

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Netty 是一個高性能、異步事件驅動的網絡框架，其核心設計思想基于 Reactor 模式 和 責任鏈模式。以下是 Netty 框架的核心概念及其作用：

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1. EventLoop 與線程模型

• EventLoop
  是 Netty 的核心調度單元，負責處理 I/O 事件（如讀/寫）、用戶任務（如 Runnable）和定時任務。

• • 每個 EventLoop 綁定一個線程，避免線程競爭。
  • 一個 EventLoop 可以管理多個 Channel（通過輪詢）。

• 線程模型

• • 單線程模型：所有事件和任務由單個 EventLoop 處理（僅適用于簡單場景）。
  • 多線程模型：一個 EventLoopGroup 包含多個 EventLoop，每個 EventLoop 獨立處理事件（默認推薦）。
  • 主從多線程模型：主 EventLoopGroup 處理連接，子 EventLoopGroup 處理 I/O（常用于服務端）。

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2. Channel（通道）

• 概念
  Channel 是對網絡連接（如 TCP/UDP）的抽象，類似于 Java NIO 的 SocketChannel，但功能更強大。
• 核心方法

channel.read();      // 讀取數據
channel.write();     // 寫入數據
channel.connect();   // 建立連接

• 實現類

• • NioSocketChannel：基于 NIO 的客戶端 TCP 通道。
  • NioServerSocketChannel：基于 NIO 的服務端監聽通道。
  • 其他傳輸：如 EpollChannel（Linux 原生）、LocalChannel（本地傳輸）。

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3. ChannelHandler 與 Pipeline

• ChannelHandler
  處理 I/O 事件或攔截操作的核心組件，需實現以下接口之一：

• • ChannelInboundHandler：處理入站事件（如數據到達、連接建立）。
  • ChannelOutboundHandler：處理出站事件（如數據寫出、連接關閉）。

• Pipeline（責任鏈）
  將多個 ChannelHandler 串聯成鏈，數據按順序流動。

pipeline.addLast("decoder", new StringDecoder()); // 解碼器
pipeline.addLast("encoder", new StringEncoder()); // 編碼器
pipeline.addLast("handler", new CustomHandler()); // 業務邏輯

• 常用 Handler

• • ByteToMessageDecoder：字節流解碼為對象。
  • MessageToByteEncoder：對象編碼為字節流。
  • LoggingHandler：日志記錄。

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4. ByteBuf（數據容器）

• 特點

• • 替代 Java NIO 的 ByteBuffer，提供更靈活的內存管理。
  • 支持 池化（減少 GC）、引用計數（自動釋放）、讀寫索引分離。

• 操作示例

ByteBuf buf = Unpooled.buffer(1024);
buf.writeInt(100);       // 寫入數據
int value = buf.readInt(); // 讀取數據
buf.release();           // 手動釋放（若未池化）

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5. Bootstrap 與 ServerBootstrap

• 作用
  用于配置客戶端和服務端的啟動參數。
• 客戶端（Bootstrap）

Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
bootstrap.group(eventLoopGroup).channel(NioSocketChannel.class).handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) {ch.pipeline().addLast(new ClientHandler());}});

• 服務端（ServerBootstrap）

ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) {ch.pipeline().addLast(new ServerHandler());}});

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6. Future 與 Promise

• ChannelFuture
  表示異步 I/O 操作的結果，可通過 addListener() 監聽完成事件：

ChannelFuture future = channel.write(msg);
future.addListener((ChannelFutureListener) f -> {if (f.isSuccess()) {System.out.println("Write success");} else {f.cause().printStackTrace();}
});

• Promise
  可手動設置結果的 Future，用于自定義異步邏輯。

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7. 其他核心概念

• 編解碼器（Codec）
  如 ProtobufEncoder/Decoder、HttpServerCodec，用于協議解析。
• 心跳機制
  通過 IdleStateHandler 檢測空閑連接。
• SSL/TLS 支持
  使用 SslHandler 實現加密通信。
• 零拷貝（Zero-Copy）
  通過 FileRegion 直接傳輸文件，減少內存復制。

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總結

Netty 的核心設計目標是 高吞吐、低延遲、易擴展，通過事件驅動模型和高效的線程管理實現高性能。理解這些核心概念后，可以基于 Netty 輕松構建 TCP/UDP 服務器、HTTP 服務、RPC 框架等復雜網絡應用。