Netty背后的事件驱动机制

Netty简介

Netty是 一个异步事件驱动的网络应用程序框架，用于快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端。

事件驱动模型

通常，我们设计一个事件处理模型的程序有两种思路
轮询方式
线程不断轮询访问相关事件发生源有没有发生事件，有发生事件就调用事件处理逻辑。
事件驱动方式
事件发生时主线程把事件放入事件队列，在另外线程不断循环消费事件列表中的事件，调用事件对应的处理逻辑处理事件。事件驱动方式也被称为消息通知方式，其实是设计模式中观察者模式的思路。

借用O'Reilly大神关于事件驱动模型解释图

事件驱动模型图.png

主要包括4个基本组件：
事件队列（event queue）：接收事件的入口，存储待处理事件
分发器（event mediator）：将不同的事件分发到不同的业务逻辑单元
事件通道（event channel）：分发器与处理器之间的联系渠道
事件处理器（event processor）：实现业务逻辑，处理完成后会发出事件，触发下一步操作

可以看到，相对传统轮询模式，事件驱动有如下优点：
可扩展性好，分布式的异步架构，事件处理器之间高度解耦，可以方便扩展事件处理逻辑
高性能，基于队列暂存事件，能方便并行异步处理事件

下图描述了Netty进行事件处理的流程。Channel是连接的通道，是ChannelEvent的产生者，而ChannelPipeline可以理解为ChannelHandler的集合。

Netty事件处理流程
事件分为上行（Upstream）和下行（Downstream）两种
当服务器从客户端收到一个消息，那么与之相关的就是一个上行事件（Upstream Event），Pipeline中的UpstreamChannelHandler会处理它；如果服务器要响应这个客户端，那么与响应消息对应的就是下行事件（Downstream Event），Pipeline中的DownstreamChannelHandler会处理它。

ChannelEvent是数据或者状态的载体，例如传输的数据对应MessageEvent，状态的改变对应ChannelStateEvent。当对Channel进行操作时，会产生一个ChannelEvent，并发送到ChannelPipeline。ChannelPipeline会选择一个ChannelHandler进行处理。这个ChannelHandler处理之后，可能会产生新的ChannelEvent，并流转到下一个ChannelHandler。

我们引用Netty官方包里的一个例子，一个简单的EchoServer，它接受客户端输入，并将输入原样返回。

 public void run() {
        // Configure the server.
        ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(
                new NioServerSocketChannelFactory(
                        Executors.newCachedThreadPool(),
                        Executors.newCachedThreadPool()));
        // Set up the pipeline factory.
        bootstrap.setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {
            public ChannelPipeline getPipeline() throws Exception {
                return Channels.pipeline(new EchoServerHandler());
            }
        });
        // Bind and start to accept incoming connections.
        bootstrap.bind(new InetSocketAddress(port));
    }

EchoServerHandler是这里的业务处理逻辑

public class EchoServerHandler extends SimpleChannelUpstreamHandler {
        @Override
        public void messageReceived(
                ChannelHandlerContext ctx, MessageEvent e) {
            // Send back the received message to the remote peer.
            e.getChannel().write(e.getMessage());
        }
    }

其中MessageEvent就是一个事件。这个事件携带了一些信息（ChannelBuffer），例如这里e.getMessage()就是消息的内容，而EchoServerHandler则描述了处理这种事件的方式，一旦某个事件触发，相应的Handler则会被调用，并进行处理（解码成了一个数据对象），并生成了一个新的MessageEvent，并传递给下一步进行处理。

在Netty里，所有事件都来自ChannelEvent接口，这些事件涵盖监听端口、建立连接、读写数据等网络通讯的各个阶段。而事件的处理者就是ChannelHandler，这样，不但是业务逻辑，连网络通讯流程中底层的处理，都可以通过实现ChannelHandler来完成了。事实上，Netty内部的连接处理、协议编解码、超时等机制，都是通过Handler完成的。

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参考：https://github.com/code4craft/netty-learning/blob/master/publish/all.md