Netty

Netty整体结构

Core核心层：提供底层网络通信的通用抽象和实现，包括可拓展的事件模型、通用的通信API、支持零拷贝的ByteBuf等
Protocol Support协议支持层：覆盖了主流协议的编解码实现，如HTTP、SSL、Protobuf、压缩、大文件传输、WebSocket、文本、二进制等，自持自定义应用层协议。
Transport Service传输服务层:提供了网络传输能力的定义和实现方法，支持Socket、HTTP隧道、虚拟机管道等传输方式，Netty的模块设计具备较高的通用性和可拓展性。

Netty逻辑处理架构

网络通信层

网络通信层的职责是执行网络I/O的操作，支持多种网络协议和I/O模型的的链接操作，包括下列三个组件(BootStrap、ServerBootStrap、Channel)。

BootStrap与ServerBootStrap

BootStrap主要负责整个Netty的启动、初始化、服务器连接等过程。

BootStrap：可用于连接远端服务器，只绑定一个EventLoopGroup(Boss)
ServerBootStrap:用于服务端启动绑定本地端口，绑定两个

EventLoopGroup(Worker)

每个服务器中都有一个Boss,会有一群做事情的Worker

Boss会不同地接收新的连接，将连接分配给一个个Worker处理连接。

Channel

channel是网络通信地载体，提供了基本的API用于网络I/O操作，如 register、bind、connect、read、write、flush等，netty自己实现的channel是以JDK NIO channel为基础的。

总结：

BootStrap与ServerBootStrap分别负责客户端和服务端地启动；Channel是网络通信地载体，提供了与底层Socket交互地能力。

事件调度层：

channel 生命周期内有多种状态，每种状态有相应的事件，如上图，那么这些是如何处理的呢？那么就要靠我们的事件调度层了。

事件调度层的职责：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(IO事件、信号事件、定时事件)。实际的业务处理逻辑交由服务编排层的handle完成。

事件调度层核心主键包括：EventLoopGroup和EventLoop。

EventLoopGroup和EventLoop

EventLoopGroup和EventLoop与channel关系如下：

1、EventLoopGroup本质是一个线程池，主要负责接受IO请求并分配线程执行处理请求。

2、EventLoop同一时间会与一个线程进行绑定，每个EventLoop会处理多个channel

3、每新建一个channel，会选择一个EventLoop进行绑定，每个channel的生命周期内，都可以对EventLoop进行多次绑定与解绑。

EventLoopGroup是Netty Reactor线程模型的具体实现方式。Netty 通过创建不同的EventLoopGroup的参数配置实现三种Reactor的线程模型：

服务编排层：

服务编排层：负责组装各类服务，用以实现网络事件的动态编排和有序传播。主要组件：

ChannelPipeLine、ChannelHandler、ChannelHandlerContext。

ChannelPipeLine负责组织各种ChannelHandler，实际数据的编解码以及加工处理操作由ChannelHandler完成。ChannelPipeLine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，ChannelPipeLine依次调用ChannelHandler对channel的数据进行拦截和处理。

ChannelPipeLine是线程安全的，因为每一个新的channel会对应绑定一个新的ChannelPipeLine。一个ChannelPipeLine会关联一个EventLoop，一个EventLoop仅会绑定一个线程。

ChannelPipeLine包含Inbound Handler和OutBound Handler两种处理器(入栈和出栈)。

客户端和服务端都有各自的ChannelPipeLine，

ChannelPipeLine、ChannelHandler、ChannelHandlerContext之间的关系

那么每个ChannelHandler绑定ChannelHandlerContext的作用是什么呢？

1、保存ChannelHandler上下文，通过ChannelHandlerContext可以知道ChannelHandler与ChannelPipeLine的关联关系

2、实现ChannelHandler之间的交互

3、包含ChannelHandler生命周期的所有事件，如：connect、bind、read、flush、write、close等

如果每个ChannelHandler都有一些通用的逻辑需要实现，没有ChannelHandlerContext这层模型抽象，那么就会有很多相同代码需要写

组件关系梳理

服务端启动时,有Boss EventLoopGroup和Worker EventLoopGroup两个组件，其中Boss 负责监听网络链接事件，当有新的网络链接事件到达时，将新的channel注册到Worker EventLoopGroup，EventLoopGroup会分配一个EventLoop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，当客户端发起读写事件时，服务端EventLoop会进行数据的读取，然后通过ChannelPipeLine触发各种监听器进行数据的加工处理。