史上最通俗Netty:基本介绍、环境搭建、动手实战

2026-05-18 17:47:478 阅读量

1、阅读对象

本文适合对Netty一无所知的Java NIO网络编程新手阅读,为了做到这一点,内容从最基本介绍到开发环境的配置,再到第一个Demo代码的编写,事无巨细都用详细的图文进行了说明。

所以本文这对于新手来说帮助很大,但对于老司机来说,就没有必要了。老司机请绕道哦。

PS:是的,用Java写IM、消息推送的话,基本上都是用的Netty,所以如果你想用Java做即时通讯这类系统,学习Netty肯定没错。

学习交流:

开源IM框架源码:https://github.com/JackJiang2011/MobileIMSDK

3、基本常识

在了解Netty之前,我们非常有必要简要了解一下Java网络编程模型的基本常识,具体说也就是BIO、NIO和AIO这3个技术概念。

BIO、NIO和AIO这三个概念分别对应三种通讯模型:阻塞、非阻塞、非阻塞异步,具体这里就不详细写了。网上好多博客说Netty对应NIO,准确来说,应该是既可以是NIO,也可以是AIO,就看你怎么实现。

这三个概念的区别如下:

1)BIO:一个连接一个线程,客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理,线程开销大。

2)NIO:一个请求一个线程,客户端发送的连接请求会注册到多路复用器上,多路复用器轮询到该连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理;

3)AIO:一个有效请求一个线程,客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理。通俗地概括一下就是:

1)BIO是面向流的,NIO是面向缓冲区的;

2)BIO的各种流是阻塞的,而NIO是非阻塞的;

3)BIO的Stream是单向的,而NIO的channel是双向的。NIO的的显著特点:事件驱动模型、单线程处理多任务、非阻塞I/O,I/O读写不再阻塞,而是返回0、基于block的传输比基于流的传输更高效、更高级的IO函数zero-copy、IO多路复用大大提高了Java网络应用的可伸缩性和实用性。基于Reactor线程模型。

限于篇幅原因,这里没办法深入展开话题,想深入了解的,可以继续阅读这几篇:

1)《Java的BIO和NIO很难懂?用代码实践给你看,再不懂我转行!》;

2)《少啰嗦!一分钟带你读懂Java的NIO和经典IO的区别》;

3)《史上最强Java NIO入门:担心从入门到放弃的,请读这篇!》(* 推荐必读)。

4、认识Netty

4.1 基本介绍

Netty是一个Java NIO技术的开源异步事件驱动的网络编程框架,用于快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端。

往通俗了讲,可以将Netty理解为:一个将Java NIO进行了大量封装,并大大降低Java NIO使用难度和上手门槛的超牛逼框架。

PS:Netty的官网是 https://netty.io/,可以随时下载到最新的Netty源码,以及各种API文档和开发指南。

4.2 技术特征

Netty的优点,概括一下就是:

1)使用简单;

2)功能强大;

3)性能强悍。Netty的特点:

1)高并发:基于 NIO(Nonblocking IO,非阻塞IO)开发,对比于 BIO(Blocking I/O,阻塞IO),他的并发性能得到了很大提高;

2)传输快:传输依赖于零拷贝特性,尽量减少不必要的内存拷贝,实现了更高效率的传输;

3)封装好:封装了 NIO 操作的很多细节,提供了易于使用调用接口。Netty的优势:

1)使用简单:封装了 NIO 的很多细节,使用更简单;

2)功能强大:预置了多种编解码功能,支持多种主流协议;

3)扩展性强:可以通过 ChannelHandler 对通信框架进行灵活地扩展;

4)性能优异:通过与其他业界主流的 NIO 框架对比,Netty 的综合性能最优;

5)运行稳定:Netty 修复了已经发现的所有 NIO 的 bug,让开发人员可以专注于业务本身;

6)社区活跃:Netty 是活跃的开源项目,版本迭代周期短,bug 修复速度快。Netty高性能表现在哪些方面?

1)IO 线程模型:同步非阻塞,用最少的资源做更多的事;

2)内存零拷贝:尽量减少不必要的内存拷贝,实现了更高效率的传输;

3)内存池设计:申请的内存可以重用,主要指直接内存。内部实现是用一颗二叉查找树管理内存分配情况;

4)串形化处理读写:避免使用锁带来的性能开销;

5)高性能序列化协议:支持 protobuf 等高性能序列化协议。限于篇幅,Netty的详细特征就不展开了,有兴趣的可以读一读《新手入门:目前为止最透彻的的Netty高性能原理和框架架构解析》。

5、Netty的作者

个人而言,了解一项技术,比较喜欢扒一下它的作者情况,不是八卦,只是个人习惯,希望对所使用的技术了解地更多更全面而已。

5.1 Netty的创始人

Netty的创始人是韩国人Trustin Lee,80年出生,8岁起在MSX迷你计算机上编写BASIC程序,爱好游戏编程以及使用汇编、C和C++解决编程问题,1998年获得韩国信息奥林匹克竞赛铜牌。

就读于韩国Yonsei大学计算机系期间,曾为多家公司编写高性能网络应用以及少量的web程序,毕业后,就职于Arreo通讯公司,该公司为韩国最大的移动短信提供商之一。

他现在韩国line公司工作(据他个人博客显示,他以于2020年8月底从Line离职了,具体博文 点这里),早前应用较多的Mina也是这牛人的作品。

▲ Trustin Lee 本尊

Trustin Lee大神的其它信息:

他的个人博客:https://t.motd.kr/他的Github:https://github.com/trustin5.2 Netty现任Leader

Netty目前的项目leader是德国人Norman Maurer(之前在Redhat,全职开发Netty),也是《Netty in Action》的作者,目前是苹果公司高级工程师。

▲ Norman maurer 本尊

Norman maurer大神的其它信息:

他的个人博客:http://normanmaurer.me/他的Github:https://github.com/normanmaurer最后,附上两位大神的同框图:

6、Netty能做什么?

学技能都是为了能够应用到实际工作中去,谁也不是为了学而学、弄着玩不是,那么Netty能做什么呢?

主要是在两个方面。

一方面:现在物联网的应用无处不在,大量的项目都牵涉到应用传感器和服务器端的数据通信,Netty作为基础通信组件、能够轻松解决之前有较高门槛的通信系统开发,你不用再为如何解析各类简单、或复杂的通讯协议而薅头发了,有过这方面开发经验的程序员会有更深刻、或者说刻骨铭心的体会。

另一方面:现在互联网系统讲究的都是高并发、分布式、微服务,各类消息满天飞(是的,IM系统、消息推送系统就是其中的典型),Netty在这类架构里面的应用可谓是如鱼得水,如果你对当前的各种应用服务器不爽,那么完全可以基于Netty来实现自己的HTTP服务器、FTP服务器、UDP服务器、RPC服务器、WebSocket服务器、Redis的Proxy服务器、MySQL的Proxy服务器等等。

7、掌握Netty有什么好处?

直接的好处是:能够有进大厂、拿高薪的机会,业内好多著名的公司在招聘高级/资深Java工程师时基本上都要求熟练掌握、或熟悉Netty。

作为一个学Java的,如果没有研究过Netty,那么你对Java语言的使用和理解仅仅停留在表面水平,会点SSH,写几个MVC,访问数据库和缓存,这些只是初、中等Java程序员干的事。如果你要进阶,想了解Java服务器的深层高阶知识,Netty绝对是一个必须要过的门槛。

间接地好处是:多款开源框架中应用了Netty,掌握了Netty,就具有分析这些开源框架的基础了,也就是有了成为技术大牛的基础。

这些开源框架有哪些呢?

简单罗列一些典型的,如下:

1)阿里分布式服务框架 Dubbo 的 RPC 框架;

2)淘宝的消息中间件 RocketMQ;

3)Hadoop 的高性能通信和序列化组件 Avro 的 RPC 框架;

4)开源集群运算框架 Spark;

5)分布式计算框架 Storm;

6)并发应用和分布式应用 Akka;

本文的下半部分,将手翅手,带你动手实现一个传输字符串的简单实例。

在开始动手之前,必要的基础概念还是要知道的,要不然代码敲下来,功能倒是实现了,但对Netty还是一头雾水,这就不是本文要达到的目的了。

本示例需要用到的基础知识主要有以下几方面的东东,这些知识点最好有一个大概的了解,要不然,看实例会有一定的困难。

1)掌握Java基础;

2)掌握Maven基础;

3)熟悉IntelliJ IDEA集成开发工具的使用,这个工具简称IDEA;

4)知道TCP、Socket的基本概念。尤其提一下,TCP、Socket没概念的,下面这几篇一定要读一下:

1)《网络编程懒人入门(一):快速理解网络通信协议(上篇)》

2)《网络编程懒人入门(二):快速理解网络通信协议(下篇)》

3)《网络编程懒人入门(三):快速理解TCP协议一篇就够》

4)《脑残式网络编程入门(二):我们在读写Socket时,究竟在读写什么?》大致了解一下Netty的主要组件及概念:

1)I/O:各种各样的流(文件、数组、缓冲、管道。。。)的处理(输入输出);

2)Channel:通道,代表一个连接,每个Client请对会对应到具体的一个Channel;

3)ChannelPipeline:责任链,每个Channel都有且仅有一个ChannelPipeline与之对应,里面是各种各样的Handler;

4)handler:用于处理出入站消息及相应的事件,实现我们自己要的业务逻辑;

5)EventLoopGroup:I/O线程池,负责处理Channel对应的I/O事件;

6)ServerBootstrap:服务器端启动辅助对象;

7)Bootstrap:客户端启动辅助对象;

8)ChannelInitializer:Channel初始化器;

9)ChannelFuture:代表I/O操作的执行结果,通过事件机制,获取执行结果,通过添加监听器,执行我们想要的操作;

10)ByteBuf:字节序列,通过ByteBuf操作基础的字节数组和缓冲区。关于深入理解Netty的这些概念,建议有必要的话,务必详读:《新手入门:目前为止最透彻的的Netty高性能原理和框架架构解析》。

对于Netty开发,API文档和源码是最常用的资料,以下是我整理的在线阅读链接:

1)Netty-4.1.x 源码地址:http://docs.52im.net/extend/docs/src/netty4_1/ (可在线阅读)

2)Netty-4.1.x API 文档:http://docs.52im.net/extend/docs/api/netty4_1/ (可在线阅读)

9、开发环境准备

开发环境准备主要有三个方面:JDK安装及环境变量设置、Maven安装及环境变量设置、IDEA安装及基本设置。

下面请逐个跟着我来傻瓜式配置和操做即可。

9.1 JDK安装及环境变量设置

JDK下载,可以从官方现在,也可以度娘上随便搜下载链接,我这里下载的是JDK8,要注意一点的是,现在从JDK的官网Oracle下载需要账号了,没账号的可下不了啦,不知道在搞什么东东。

官网下载地址:https://www.oracle.com ,截图依次如下:

下载完,一路Next安装完,在创建Java环境变量设置,[此电脑]右键-->[属性]-->[高级系统设置]-->[环境变量]-->[系统变量]。

截图如下:

Java环境变量创建完毕后,在DOS窗口执行命令:java -version,测试一下是否正常

9.2 Maven安装及环境变量设置

Maven功能很强大,但大家不用担心、本实例中仅仅是利用其便利的jar包依赖、jar包依赖传递,基本上没有任何学习成本。

jar包依赖、jar包依赖传递的概念如下图,清楚明了,都不用多做解释:

Maven是下载,解压缩后,配置环境变量后就能用,不用安装的。

下载地址:https://downloads.apache.org/maven/maven-3/3.6.3/binaries/

安装:下载压缩包,解压,文件夹拷贝到所想存储的位置(如C盘根目录)。

配置环境变量,和Java的环境变量配置一样的,创建MAVEN_HOME,指向Maven文件夹,再在path中添加进去就行。

如下图:

由于直接冲Maven的中央仓库中自动下载jar包较慢,一般在Maven的配置文件中,增加阿里云的公共仓库配置,这样会显著加快jar包的下载速度。

如下图所示:

上面的环境变量设置完后,通过DOS窗口中输入命令:mvn -version 进行验证是否成功,如下:

9.3 IDEA安装及基本设置

IDEA的下载和安装就不多说了,其版本分旗舰版和社区版,旗舰版收费,社区版免费,社区版不支持html、js、css等。

但对于本实例,社区版就够用了,但如果你不在乎那点银子,可以考虑旗舰版,一步到位,万一后面我们还要做WEB系统开发可以免得折腾。

其安装不用多说,一路Next就行,安装完后,在其配置里面指定一下JDK、Maven的位置就行了,如下图依次所示。

Maven指定:[File]-->[setting]-->[Build,Excution,Deployment]-->[Build Tools]-->[Maven]

JDK指定:[File]-->[Project Structure]-->[Project Setting]-->[Project]

9.4 在IDEA中创建Maven工程

新建工程:

填写包名及工程名称:

Maven配置:

生成工程,自动创建Maven的依赖文件:

在pom.xml中配置Netty依赖:

经过上面的步骤,我们的Maven工程就已经创建完毕,现在可以编写Netty的第一个程序,这个程序很简单,传输一个字符串,虽然程序很简单,但是已经能够大体上反映Netty开发通信程序的一个整体流程了。

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