為了后期更好地理解和進一步深入 Netty，有必要總體認識一下 Netty 所用到的核心組件以及他們在整個 Netty 架構中是如何協調工作的。

一、Netty 有如下幾個核心組件

• Bootstrap & ServerBootstrap：客戶端和服務端的引導類
• Channel：代表了一個鏈接，與EventLoop一起用來參與IO處理。
• ChannelFuture：Netty 為異步非阻塞，即所有的 I/O 操作都為異步的，因此，我們不能立刻得知消息是否已經被處理了。Netty 提供了 ChannelFuture 接口，通過該接口的 addListener() 方法注冊一個 ChannelFutureListener，當操作執行成功或者失敗時，監聽就會自動觸發返回結果。
• EventLoop & EventLoopGroup：Channel處理IO操作，一個EventLoop可以為多個Channel服務。而一個EventLoopGroup會包含多個EventLoop。
• ChannelHandler：為了支持各種協議和處理數據的方式，便誕生了Handler組件。Handler主要用來處理各種事件，這里的事件很廣泛，比如可以是連接、數據接收、異常、數據轉換等。
• ChannelPipeline：提供了 ChannelHandler 鏈的容器，并定義了用于在該鏈上傳播入站
  和出站事件流的 API。

• 核心組件的高層類圖如下：
  
• 核心類之間的數量關系
  

二、Bootstrap & ServerBootstrap

這 2 個類都繼承了AbstractBootstrap，因此它們有很多相同的方法和職責。它們都是啟動器，能夠幫助 Netty 使用者更加方便地組裝和配置 Netty ，也可以更方便地啟動 Netty 應用程序。相比使用者自己從頭去將 Netty 的各部分組裝起來要方便得多，降低了使用者的學習和使用成本。它們是我們使用 Netty 的入口和最重要的 API ，可以通過它來連接到一個主機和端口上，也可以通過它來綁定到一個本地的端口上?？偟膩碚f，它們兩者之間相同之處要大于不同。

Bootstrap & ServerBootstrap對于Netty就相當于 Spring Boot 是 Spring 的啟動器。
它們和其它組件之間的關系是它們將 Netty 的其它組件進行組裝和配置，所以它們會組合和直接或間接依賴其它的類。

• Bootstrap 用于啟動一個 Netty TCP 客戶端，或者 UDP 的一端。通常使用 #connet(...) 方法連接到遠程的主機和端口，作為一個 Netty TCP 客戶端。也可以通過 #bind(...) 方法綁定本地的一個端口，作為 UDP 的一端。僅僅需要使用一個 EventLoopGroup 。

• ServerBootstrap 往往是用于啟動一個 Netty 服務端。通常使用 #bind(...) 方法綁定本地的端口上，然后等待客戶端的連接。使用兩個 EventLoopGroup 對象( 當然這個對象可以引用同一個對象 )：第一個用于處理它本地 Socket 連接的 IO事件處理，而第二個責負責處理遠程客戶端的 IO 事件處理。

三、Channel

• Netty網絡通信的組件，用于網絡IO操作。
• 通過Channel可以獲得當前王略連接的通道的狀態與網絡配置參數。
• Channel提供異步的網絡IO操作，調用后立即返回ChannelFuture，通過注冊監聽，或者同步等待，最終獲取結果。

Channel根據不同的協議、不同的阻塞類型，分為不同的Channel類型，通過名稱也能大概猜出來其分別的作用：

Channel 是 Netty 網絡操作抽象類，它除了包括基本的 I/O 操作，如 bind、connect、read、write 之外，還包括了 Netty 框架相關的一些功能，如獲取該 Channel 的 EventLoop 。在傳統的網絡編程中，作為核心類的Socket ，它對程序員來說并不是那么友好，直接使用其成本還是稍微高了點。而 Netty 的 Channel 則提供的一系列的 API ，它大大降低了直接與 Socket 進行操作的復雜性。而相對于原生 NIO 的 Channel，Netty 的 Channel 具有如下優勢 ：

• 在 Channel 接口層，采用 Facade 模式進行統一封裝，將網絡 I/O 操作、網絡 I/O相關聯的其他操作封裝起來，統一對外提供。
• Channel 接口的定義盡量大而全，為 SocketChannel 和 ServerSocketChannel提供統一的視圖，由不同子類實現不同的功能，公共功能在抽象父類中實現，最大程度地實現功能和接口的重用。
• 具體實現采用聚合而非包含的方式，將相關的功能類聚合在 Channel 中，由 Channel 統一負責和調度，功能實現更加靈活。

四、EventLoop && EventLoopGroup

Channel為Netty 網絡操作抽象類，EventLoop 負責處理注冊到其上的 Channel 處理 I/O 操作，兩者配合參與 I/O 操作。EventLoopGroup 是一個 EventLoop 的分組，它可以獲取到一個或者多個 EventLoop 對象，因此它提供了迭代出 EventLoop 對象的方法。

下圖是 Channel、EventLoop、Thread、EventLoopGroup 之間的關系：

EventLoopGroup可以理解為線程池，EventLoop理解為一個線程，每個EventLoop對應一個Selector，負責處理多個Channel上的事件。

第一個boss EventLoopGroup分配一個EventLoop負責創建Channels傳入的連接請求。一旦連接接受，第二個work EventLoopGroup分配一個 EventLoop給它的Channel。

• 一個 EventLoopGroup 包含一個或多個 EventLoop ，即 EventLoopGroup : EventLoop = 1: n 。

• 一個 EventLoop 在它的生命周期內，只能與一個 Thread 綁定，即 EventLoop : Thread = 1 : 1 。

• 所有有 EventLoop 處理的 I/O 事件都將在它專有的 Thread 上被處理，從而保證線程安全，即 Thread :EventLoop = 1 : 1。

• 一個 Channel 在它的生命周期內只能注冊到一個 EventLoop 上，即 Channel : EventLoop = n : 1 。

• 一個 EventLoop 可被分配至一個或多個 Channel ，即 EventLoop : Channel = 1 : n 。

當一個連接到達時，Netty 就會創建一個 Channel，然后從 EventLoopGroup 中分配一個 EventLoop 來給這個 Channel 綁定上，在該 Channel 的整個生命周期中都是有這個綁定的 EventLoop 來服務的。

五、ChannelFuture

Netty 為異步非阻塞，即所有的 I/O 操作都為異步的，因此，我們不能立刻得知消息是否已經被處理了。Netty 提供了 ChannelFuture 接口，通過該接口的 #addListener(...) 方法，注冊一個 ChannelFutureListener，當操作執行成功或者失敗時，監聽就會自動觸發返回結果。

六、ChannelHandler

ChannelHandler ，連接通道處理器，我們使用 Netty 中最常用的組件。ChannelHandler 主要用來處理各種事件，這里的事件很廣泛，比如可以是連接、數據接收、異常、數據轉換等。ChannelHandler 有兩個核心子類 ChannelInboundHandler 和 ChannelOutboundHandler

• ChannelInboundHandler 用于接收、處理入站( Inbound )的數據和事件
• ChannelOutboundHandler 則相反，用于接收、處理出站( Outbound )的數據和事件。

• ChannelInboundHandler 的實現類還包括一系列的 Decoder 類，對輸入字節流進行解碼。
• ChannelOutboundHandler 的實現類還包括一系列的 Encoder 類，對輸入字節流進行編碼。
• ChannelDuplexHandler 可以同時用于接收、處理入站和出站的數據和時間。

ChannelHandler 還有其它的一系列的抽象實現 Adapter ，以及一些用于編解碼具體協議的 ChannelHandler 實現類。

七、ChannelPipeline

ChannelPipeline 為 ChannelHandler 的鏈，提供了一個容器并定義了用于沿著鏈傳播入站和出站事件流的 API 。一個數據或者事件可能會被多個 Handler 處理，在這個過程中，數據或者事件經流 ChannelPipeline ，由 ChannelHandler 處理。在這個處理過程中，一個 ChannelHandler 接收數據后處理完成后交給下一個 ChannelHandler，或者什么都不做直接交給下一個 ChannelHandler。

當一個數據流進入 ChannelPipeline 時，它會從 ChannelPipeline 頭部開始，傳給第一個 ChannelInboundHandler 。當第一個處理完后再傳給下一個，一直傳遞到管道的尾部。與之相對應的是，當數據被寫出時，它會從管道的尾部開始，先經過管道尾部的“最后”一個ChannelOutboundHandler ，當它處理完成后會傳遞給前一個 ChannelOutboundHandler 。當 ChannelHandler 被添加到 ChannelPipeline 時，它將會被分配一個 ChannelHandlerContext ，它代表了 ChannelHandler 和 ChannelPipeline 之間的綁定。

其中 ChannelHandler 添加到 ChannelPipeline 中，通過 ChannelInitializer 來實現，過程如下：

• 一個 ChannelInitializer 的實現對象，被設置到了 BootStrap 或 ServerBootStrap 中。
• 當 ChannelInitializer.initChannel() 方法被調用時，ChannelInitializer 將在 ChannelPipeline 中創建一組自定義的 ChannelHandler 對象。
• ChannelInitializer 將它自己從 ChannelPipeline 中移除。
• ChannelInitializer 是一個特殊的 ChannelInboundHandlerAdapter 抽象類。

八、ChannelHandlerContext

保存Channel相關的所有上下文信息，同時關聯一個ChannelHandler。ChannelHandlerContext中也綁定了對應的pipeline和Channel信息，方便對ChannelHandler進行調用。

九、ChannelOption

Netty創建Channel實例后，可以通過ChannelOption設置channel參數。

• 參數

參考文章
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總結

以上是生活随笔為你收集整理的五、Netty核心组件的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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