[翻译]Reactor Netty参考指南 - 3.TCP服务端

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Reactor Netty提供了易于使用和配置的TcpServer 。它隐藏了创建TCP服务器所需的大部分Netty的功能,并增加了Reactive Streams背压。

3.1.启动和停止

如果要启动一个TCP服务器,您必须创建并且配置一个TcpServer实例对象。默认情况下,host是配置为任何本地地址,当执行bind操作的时候系统会选择一个临时端口。下面是创建并且配置一个TcpServer实例的例子:

https://github.com/reactor/re...

import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        DisposableServer server =
                TcpServer.create()   //<1>
                         .bindNow(); //<2>

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

<1> 创建一个TcpServer实例用来做配置操作。

<2> 使用阻塞等待的方式启动服务器,直到初始化完成。

返回的DisposableServer提供了简单的服务器API,包括disposeNow(),这个方法可以以阻塞等待的方式来关闭服务器。

3.1.1.Host和Port

想要设置特定hostport,您可以用下面的方式来配置TCP服务器:

https://github.com/reactor/re...

import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        DisposableServer server =
                TcpServer.create()
                         .host("localhost") //<1>
                         .port(8080)        //<2>
                         .bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

<1> 配置TCP服务器的host

<2> 配置TCP服务器的port

3.2.预先初始化

默认情况下,TcpServer初始化资源的操作在需要使用的时候才进行。这意味着初始化加载的时候bind operation会占用额外的时间:

  • 事件循环组
  • native传输库(当使用了native传输的时候)
  • 用于安全性的native库(使用了OpenSsl的时候)

当您需要预加载这些资源的时候,您可以按照以下方式来配置TcpServer

https://github.com/reactor/re...

import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        TcpServer tcpServer =
                TcpServer.create()
                         .handle((inbound, outbound) -> inbound.receive().then());

        tcpServer.warmup() //<1>
                 .block();

        DisposableServer server = tcpServer.bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

<1> 初始化和加载事件循环组,native传输库和用于安全性的native库

3.3.写出数据

如果要发送数据到一个已连接的客户端,您必须添加一个I/O处理器。这个I/O处理器可以通过NettyOutbound来写出数据。下面是添加一个I/O处理器的例子:

https://github.com/reactor/re...

import reactor.core.publisher.Mono;
import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        DisposableServer server =
                TcpServer.create()
                         .handle((inbound, outbound) -> outbound.sendString(Mono.just("hello"))) //<1>
                         .bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

<1> 给连接的客户端发送hello字符串

3.4.消费数据

如果要接收从连接的客户端发过来的数据,您必须添加一个I/O处理器。这个I/O处理器可以通过NettyInbound来读取数据。示例如下:

https://github.com/reactor/re...

import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        DisposableServer server =
                TcpServer.create()
                         .handle((inbound, outbound) -> inbound.receive().then()) //<1>
                         .bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

<1> 接收从已连接的客户端发过来的数据

3.5.生命周期回调

下面的生命周期回调用参数是提供给您用来扩展TcpServer的:

CallbackDescription
doOnBind当服务器channel即将被绑定的时候调用。
doOnBound当服务器channel已经被绑定的时候调用。
doOnChannelInit当channel初始化的时候被调用。
doOnConnection当一个远程客户端连接上的时候被调用。
doOnUnbound当服务器channel解绑的时候被调用。

下面是使用doOnConnectiondoOnChannelInit回调的例子:

https://github.com/reactor/re...

import io.netty.handler.logging.LoggingHandler;
import io.netty.handler.timeout.ReadTimeoutHandler;
import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        DisposableServer server =
                TcpServer.create()
                         .doOnConnection(conn ->
                             conn.addHandler(new ReadTimeoutHandler(10, TimeUnit.SECONDS))) //<1>
                         .doOnChannelInit((observer, channel, remoteAddress) ->
                             channel.pipeline()
                                    .addFirst(new LoggingHandler("reactor.netty.examples")))//<2>
                         .bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

<1> 当一个远程客户端连接的时候添加了一个ReadTimeoutHandlerNetty pipeline。

<2> 当初始化channel的时候添加了一个LoggingHandlerNetty pipeline。

3.6.TCP层的配置

这一章节描述了三种TCP层的配置方式:

3.6.1.设置Channel Options

默认情况下,TCP服务器配置了以下options:

./../../reactor-netty-core/src/main/java/reactor/netty/tcp/TcpServerBind.java

TcpServerBind() {
    Map<ChannelOption<?>, Boolean> childOptions = new HashMap<>(2);
    childOptions.put(ChannelOption.AUTO_READ, false);
    childOptions.put(ChannelOption.TCP_NODELAY, true);
    this.config = new TcpServerConfig(
            Collections.singletonMap(ChannelOption.SO_REUSEADDR, true),
            childOptions,
            () -> new InetSocketAddress(DEFAULT_PORT));
}

如果需要添加新的option或者修改已有的option,您可以使用如下的方式:

https://github.com/reactor/re...

import io.netty.channel.ChannelOption;
import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        DisposableServer server =
                TcpServer.create()
                         .option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, 10000)
                         .bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

您可以通过以下的链接找到更多关于Nettychannel options的信息:

3.6.2.使用Wire Logger

Reactor Netty提供了线路记录(wire logging)用来检查点对点的流量。默认情况下,线路记录是关闭的。如果想要开启它,您必须将日志reactor.netty.tcp.TcpServer的设置为DEBUG等级并且按如下方式进行配置:

https://github.com/reactor/re...

import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        DisposableServer server =
                TcpServer.create()
                         .wiretap(true) //<1>
                         .bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

<1> 开启线路记录

默认情况下,线路记录在输出内容的时候会使用AdvancedByteBufFormat#HEX_DUMP。您也可以通过配置TcpServer改为AdvancedByteBufFormat#SIMPLE或者AdvancedByteBufFormat#TEXTUAL

https://github.com/reactor/re...

import io.netty.handler.logging.LogLevel;
import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;
import reactor.netty.transport.logging.AdvancedByteBufFormat;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        DisposableServer server =
                TcpServer.create()
                         .wiretap("logger-name", LogLevel.DEBUG, AdvancedByteBufFormat.TEXTUAL) //<1>
                         .bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

<1> 开启线路记录并使用AdvancedByteBufFormat#TEXTUAL来输出内容。

3.6.3.使用Event Loop Group

默认情况下,TCP服务器使用一个"Event Loop Group",工作线程数等于初始化的时候可以用的处理器数量(但最小是4)。您也可以使用LoopResource#create其中的一个方法来修改配置。

默认的Event Loop Group配置如下:

./../../reactor-netty-core/src/main/java/reactor/netty/ReactorNetty.java

/**
 * Default worker thread count, fallback to available processor
 * (but with a minimum value of 4)
 */
public static final String IO_WORKER_COUNT = "reactor.netty.ioWorkerCount";
/**
 * Default selector thread count, fallback to -1 (no selector thread)
 */
public static final String IO_SELECT_COUNT = "reactor.netty.ioSelectCount";
/**
 * Default worker thread count for UDP, fallback to available processor
 * (but with a minimum value of 4)
 */
public static final String UDP_IO_THREAD_COUNT = "reactor.netty.udp.ioThreadCount";
/**
 * Default quiet period that guarantees that the disposal of the underlying LoopResources
 * will not happen, fallback to 2 seconds.
 */
public static final String SHUTDOWN_QUIET_PERIOD = "reactor.netty.ioShutdownQuietPeriod";
/**
 * Default maximum amount of time to wait until the disposal of the underlying LoopResources
 * regardless if a task was submitted during the quiet period, fallback to 15 seconds.
 */
public static final String SHUTDOWN_TIMEOUT = "reactor.netty.ioShutdownTimeout";

/**
 * Default value whether the native transport (epoll, kqueue) will be preferred,
 * fallback it will be preferred when available
 */
public static final String NATIVE = "reactor.netty.native";

如果需要修改这些设置,您也可以通过如下方式进行配置:

https://github.com/reactor/re...

import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.resources.LoopResources;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        LoopResources loop = LoopResources.create("event-loop", 1, 4, true);

        DisposableServer server =
                TcpServer.create()
                         .runOn(loop)
                         .bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

3.7.SSL和TLS

当您需要使用SSL或者TLS的时候,可以使用下面列出来方式进行配置。默认情况,如果OpenSSL可用的话,则使用SslProvider.OPENSSL。否则使用SslProvider.JDK。可以通过SslContextBuilder或者设置-Dio.netty.handler.ssl.noOpenSsl=true来进行切换。

下面的是使用SslContextBuilder的例子:

https://github.com/reactor/re...

import io.netty.handler.ssl.SslContextBuilder;
import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;
import java.io.File;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        File cert = new File("certificate.crt");
        File key = new File("private.key");

        SslContextBuilder sslContextBuilder = SslContextBuilder.forServer(cert, key);

        DisposableServer server =
                TcpServer.create()
                         .secure(spec -> spec.sslContext(sslContextBuilder))
                         .bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

3.7.1.服务器名称标识

您可以配置TCP服务器的多个SslContext映射到一个特定的域。配置SNI映射时,可以使用确切的域名或包含通配符的域名。

下面是使用包含通配符的域名的例子:

https://github.com/reactor/re...

import io.netty.handler.ssl.SslContext;
import io.netty.handler.ssl.SslContextBuilder;
import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;

import java.io.File;

public class Application {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        File defaultCert = new File("default_certificate.crt");
        File defaultKey = new File("default_private.key");

        File testDomainCert = new File("default_certificate.crt");
        File testDomainKey = new File("default_private.key");

        SslContext defaultSslContext = SslContextBuilder.forServer(defaultCert, defaultKey).build();
        SslContext testDomainSslContext = SslContextBuilder.forServer(testDomainCert, testDomainKey).build();

        DisposableServer server =
                TcpServer.create()
                         .secure(spec -> spec.sslContext(defaultSslContext)
                                             .addSniMapping("*.test.com",
                                                     testDomainSpec -> testDomainSpec.sslContext(testDomainSslContext)))
                         .bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

3.8.度量

TCP服务器支持与Micrometer的内置集成。它暴露了所有前缀为reactor.netty.tcp.server的度量。

下面的表格提供了TCP服务器度量的相关信息:

度量名称类型描述
reactor.netty.tcp.server.data.receivedDistributionSummary收到的数据量,以字节为单位
reactor.netty.tcp.server.data.sentDistributionSummary发送的数据量,以字节为单位
reactor.netty.tcp.server.errorsCounter发生的错误数量
reactor.netty.tcp.server.tls.handshake.timeTimerTLS握手所花费的时间

下面额外的度量也是可用的:

ByteBufAllocator度量

度量名称类型描述
reactor.netty.bytebuf.allocator.used.heap.memoryGauge堆内存的字节数
reactor.netty.bytebuf.allocator.used.direct.memoryGauge堆外内存的字节数
reactor.netty.bytebuf.allocator.used.heap.arenasGauge堆内存的个数(当使用PooledByteBufAllocator的时候)
reactor.netty.bytebuf.allocator.used.direct.arenasGauge堆外内存的个数(当使用PooledByteBufAllocator的时候)
reactor.netty.bytebuf.allocator.used.threadlocal.cachesGaugethreadlocal的缓存数量(当使用PooledByteBufAllocator的时候)
reactor.netty.bytebuf.allocator.used.tiny.cache.sizeGauge微小缓存的大小(当使用PooledByteBufAllocator的时候)
reactor.netty.bytebuf.allocator.used.small.cache.sizeGauge小缓存的大小(当使用PooledByteBufAllocator的时候)
reactor.netty.bytebuf.allocator.used.normal.cache.sizeGauge一般缓存的大小(当使用PooledByteBufAllocator的时候)
reactor.netty.bytebuf.allocator.used.chunk.sizeGauge一个区域的块大小(当使用PooledByteBufAllocator的时候)

下面是开启集成的度量的例子:

https://github.com/reactor/re...

import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        DisposableServer server =
                TcpServer.create()
                         .metrics(true) //<1>
                         .bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

<1> 开启内建集成的Micrometer

如果您想让TCP服务端度量与除了Micrometer之外的系统集成或者想提供自己与Micrometer的集成来添加自己的度量记录器,您可以按如下方式实现:

https://github.com/reactor/re...

import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.channel.ChannelMetricsRecorder;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;

import java.net.SocketAddress;
import java.time.Duration;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        DisposableServer server =
                TcpServer.create()
                         .metrics(true, CustomChannelMetricsRecorder::new) //<1>
                         .bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

<1> 开启TCP服务端度量并且提供ChannelMetricsRecorder的实现。

3.9.Unix域套接字

当使用本地传输时,TCP服务器支持Unix域套接字(UDS)。

下面是使用UDS的例子:

https://github.com/reactor/re...

import io.netty.channel.unix.DomainSocketAddress;
import reactor.netty.DisposableServer;
import reactor.netty.tcp.TcpServer;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        DisposableServer server =
                TcpServer.create()
                         .bindAddress(() -> new DomainSocketAddress("/tmp/test.sock")) //<1>
                         .bindNow();

        server.onDispose()
              .block();
    }
}

<1> 指定将使用的DomainSocketAddress

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