Netty学习二

Netty的逻辑处理架构为典型的网络分层架构设计，分别为网络通信层、事件高度层、服务编排层

一，网络通信层
网络通信层的职责是执行网络IO的操作，当网络数据读取到内核缓冲区后，会触发各种网络事件，这些网络事件会分发给事件调度层进行处理。网络通信层的核心组件包含BootStrap、ServerBootStrap、Channel三个组件。
BootStrap主要负责整个Netty程序的启动、初始化、服务器连接等过程，它相当地一条主线，串联了Netty的其他核心组件。
Channel是网络通信的载体，它提供了基本的API用于网络IO操作，如register、bind、connet、read、write、flush等。Channel是基于jdk nio channel实现的，它进行了更高层次的抽象，同时屏蔽了底层socket的复杂性。Channel有多种状态，如连接建立、连接注册、数据读写、连接销毁等，随着状态的变化，Channel处于不同的生命周期，每一种状态都会绑定相应的事件回调。

事件	说明
channelRegister	Channel创建后被注册到EventLoop上
channelUnregister	Channel创建后未注册或从EventLoop取消注册
channelActive	Channel处于就绪状态，可以被读写
channelInactive	Channel处于非就绪状态
channelRead	Channel可以从远端读取到数据
cahnnelReadComplete	Channel读取数据完成

Channel是网络通信的载体，提供了与底层Socket交互的能力，那Channel生命周期内的事件都是如何被处理的呢？这就是Netty事件调度层的工作了。
二，事件调度层
事件调度层的职责是通过Reactor线程模型对各类事件进行聚合处理，通过Selector主循环线程集成多种事件，如IO事件、信号事件、定时事件等，实际的业务处理逻辑是交由服务编排层中相关的Handler完成。
事件调度层核心组件包括EventLoopGroup、EventLoop
EventLoopGroup本质是一个线程池，主要负责接收IO请求，并分配线程执行处理请求。EventLoopGroup、EventLoop、Channel的关系：

1. 一个EventLoopGroup往往包含一个或者多个EventLoop。EventLoop用于处理Channel生命周期内所有IO事件，如accept、connect、read、write等IO事件。
2. EventLoop同一时间会与一个线程绑定，每个EventLoop负责处理多个channel
3. .每新建一个Channel，EventLoopGroup会选择一个EventLoop与其绑定。该Channel在生命周期内都可以对EventLoop进行多次绑定和解绑。

EventLoopGroup和Reactor线程模型的关系是：EventLoopGroup是Netty Reactor线程模型的具体实现方式，Netty通过创建不同的EventLoopGroup参数配置，就可以支持Reactor的三种线程模型：

1. 单线程模型：EventLoopGroup只包含一个EventLoop，Boss和Worker使用同一个EventLoopGroup
2. 多线程模型：EventLoopGroup包含多个EventLoop，Boss和Worker使用同一个EventLoopGroup
3. 主从多线程模型：EventLoopGroup包含多个EventLoop，Boss是主Reactor，Worker是从Reactor，它们分别使用不同的EventLoopGroup，主Reactor负责新的网络连接Channel创建，然后将Channel注册到从Reactor

三，服务编排层
服务编排层的职责是组装各类服务，它是Netty的核心处理链，用以实现网络事件的动态编排和有序传播。服务编排层的核心组件包括ChannelPipeline、ChannelHandler、ChannelHanlerContext。下面分别进行介绍。

1. ChannelPipleline
   它是Netty的核心编排组件，负责组装各种ChannelHandler，数据的编解码以及加工处理操作都是由ChannelHandler完成的。ChannelPipleline可以理解为ChannelHandler的实例列表---内部通过双向链表将不同的ChannelHandler链接在一起，当IO读写事件触发时，ChannelPipleline会依次调用ChannelHandler列表对Channel的数据进行拦截和处理。
   ChannelPipleline中包含入站ChannelInboudHandler和出站ChannelOutboudHandler两种处理器，客户端和服务端都有各自的ChannelPipleline。站在客户端角度，数据从客户端发向服务端，该过程为出站；数据从服务端发向客户端则为入站。如果站在服务端角度看，数据从客户端发向服务为入站；从服务端发向客户端则为出站。可以参考netty入站与出站
2. ChannelHandler & ChannelHandlerContext
   ChannelHandlerContext用于保存ChannelHandler上下文，通过ChannelHandlerContext可以实现ChannelHandler之间的交互，ChannelHandlerContext包含了ChannelHandler生命周期的所有事件，如connect、bind、read、flush、write、close等。另外每个ChannelHandler一些通用的逻辑是在ChannelHandlerContext中实现的，抽象出来之后可以避免重复代码。

最后总结下：

• 服务端启动初始化时有Boss EventLoopGroup和Worker EventLoopGroup两个组件，boss负责监听网络连接事件，当有新的网络连接事件到达时，则将Channel注册到Worker EventLoopGroup。
• Worker EventLoopGroup会被分配一个EventLoop负责处理该Channel的读写事件，每个EventLoop都是单线程的，通过Selector进行事件循环。
• 当客户端发起IO起读写事件时，服务端EventLoop会进行数据的读取，然后通过Pipleline触发各种监听器进行数据的加工处理。
• 客户端数据会被传递到ChannelPipleline的第一个ChannelInbondHandler中，数据处理完成后，将加工完的数据传递给下一下ChannelInboudHandler。
• 当数据写回客户端时，会将处理结果在ChannelPipleline的ChannelOutboundHandler中传播，最后到达客户端。

参考：netty出入站