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NIO框架入门(一):服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示

JackJiang-
 JackJiang-
发布于 2016/06/20 15:16
字数 2367
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前言

NIO框架的流行,使得开发大并发、高性能的互联网服务端成为可能。这其中最流行的无非就是MINA和Netty了,MINA目前的主要版本是MINA2、而Netty的主要版本是Netty3Netty4(Netty5已经被取消开发了:详见此文)。

 

本文将演示的是一个基于Netty4的UDP服务端和一个标准UDP客户端(Java实现)双向通信的完整例子。实际上,Netty4的UDP例子非常难找(恕我愚钝,找遍全网也没有有价值的代码,有也是Netty3,而Netty3和Netty4的风格差的不是一点点,参考意义不大),官方的代码演示里只有一个简单的UDP广播例子,不足以用于演示Netty4的UDP通信最佳实践。

 

本文亮点

[1] Netty4的UDP例子太难找:

Netty4的完整双向UDP通信例子很难找(官方没有),本文就是要用代码来演示这个;

[2] 本例中客户端UDP实现无需第3方依赖:

通常MINA或Netty的例子里,客户端也都是用的MINA或Netty的客户端lib,本文将直接使用标准UDP代码(便于跨平台实现,比如iOS平台),不依赖于第3方包;

[3] 完整可执行源码、方便学习:

完整的Demo源码,适合新手直接运行,便于学习和研究。

 

题外话

社区里经常在争论到底该用MINA还是Netty,比如这几篇文章:《开源NIO框架:到底是先有MINA还是先有Netty?》、《有关“为何选择Netty”的11个疑问及解释》、《选Netty还是Mina:深入研究与对比(一)》,哈哈这确实挺难抉择的。不过,个人观点是,对那个熟悉就用哪个吧,没什么好纠结的,必竟二者并比本质区别,也都是出自同一作者之手。

 

写个什么样的Demo?

言归正传,本文要演示的Demo包含两部分,Java UDP客户端和Netty4 UDP服务端,客户端将每隔3秒向服务端发送一条消息,而服务端在收到消息后马上回复一条消息给客户端。

 

也就是说,服务端和客户端都要实现消息的发送和接收,这也就实现了双向通信。如果有心的话,稍加改造,也就很容易实现一个简陋的聊天程序了。下节将将给出真正的实现代码。

 

Netty4 服务端准备工作

[1] 第一步:下载Netty4

Netty4的官方网站是:http://netty.io/,直接下最新的Netty 4.1吧,如下图:

 

[2] 第二步:找到Netty4的核心库文件

直接用这个all in one的jar包吧,反正用在服务端,2M大小的东西无所谓,方便管理,见下图:

 

[3] 第三步:建好Java工程准备准备开撸

个人习惯用Eclipse,你用NetBeans或InteliJ也都没问题,具体建立过程不熟练的衣自行百度吧,唯一注意的是把Netty4的lib包引用进来就行了,我的见下图:

 

服务端代码

[1] 服务端主类 EchoServer.java

public class EchoServer
{
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException
        {
                Bootstrap b = new Bootstrap();
                EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
                b.group(group)
                        .channel(NioDatagramChannel.class)
                        .handler(new EchoSeverHandler());
                 
                // 服务端监听在9999端口
                b.bind(9999).sync().channel().closeFuture().await();
        }
}

如上述代码所示:不得不说,Netty4的UDP服务端代码实现起来确实很简单,一个 Bootstrap、一个 EventLoopGroup、外加一个SimpleChannelInboundHandler,就这么被Netty4轻松搞定(准确地说Netty4是在Java NIO上的封装而已,但最终API对开发者来说确实很友好)。

 

吐个槽:话说Netty4的代码跟MINA相比,风格确实大不相同,虽说两者有很深的源源,但经过Netty3、Netty4的进化,两者的差异(至少代码看起来是这样)还是很明显的。另外,b.bind(9999).sync().channel().closeFuture().await() 这一大串的连续方法调用,看起来很诡异,不小心调错的话,服务器会不会爆炸?

 

[2] 服务端Handler类 EchoSeverHandler.java

public class EchoSeverHandler extends SimpleChannelInboundHandler<DatagramPacket> 
{
        @Override
        protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, DatagramPacket packet)
                        throws Exception
        {
                // 读取收到的数据
                ByteBuf buf = (ByteBuf) packet.copy().content();
                byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];
                buf.readBytes(req);
                String body = new String(req, CharsetUtil.UTF_8);
                System.out.println("【NOTE】>>>>>> 收到客户端的数据:"+body); 
                 
                // 回复一条信息给客户端
                ctx.writeAndFlush(new DatagramPacket(
                Unpooled.copiedBuffer("Hello,我是Server,我的时间戳是"+System.currentTimeMillis()
                                , CharsetUtil.UTF_8)
                                , packet.sender())).sync();
        }
}

如上所示,这个Handler看起来比MINA的类似实现,要简洁不少。

 

客户端代码

为了让客户端代码看起来更简洁,我把Socket管理代码提炼到 LocalUDPSocketProvider类、把UDP数据监听和接收提炼到了 LocalUDPDataReciever类(实际上这两个同名类是简化自MobileIMSDK工程哦)。

 

[1] 客户端主类 EchoClient.java

public class EchoClient
{
        public static void main(String[] args) throws Exception
        {
                // 初始化本地UDP的Socket
                LocalUDPSocketProvider.getInstance().initSocket();
                // 启动本地UDP监听(接收数据用的)
                LocalUDPDataReciever.getInstance().startup();
                 
                // 循环发送数据给服务端
                while(true)
                {
                        // 要发送的数据
                        String toServer = "Hi,我是客户端,我的时间戳"+System.currentTimeMillis();
                        byte[] soServerBytes = toServer.getBytes("UTF-8");
                         
                        // 开始发送
                        boolean ok = UDPUtils.send(soServerBytes, soServerBytes.length);
                        if(ok)
                                Log.d("EchoClient", "发往服务端的信息已送出.");
                        else
                                Log.e("EchoClient", "发往服务端的信息没有成功发出!!!");
                         
                        // 3000秒后进入下一次循环
                        Thread.sleep(3000);
                }
        }
}

补充说明:客户端代码没有使用任何依赖,纯Java UDP代码实现(如果是Andriod平台,代码也几乎不用改就能用),部分代码修改自 开源即时通讯框架 MobileIMSDK(去掉了很多保证健壮性代码,现在看起来要简洁的多,便于初学者学习)。

 

[2] Socket操作类 LocalUDPSocketProvider.java

public class LocalUDPSocketProvider
{
        private static final String TAG = LocalUDPSocketProvider.class.getSimpleName();
        private static LocalUDPSocketProvider instance = null;
        private DatagramSocket localUDPSocket = null;
 
        public static LocalUDPSocketProvider getInstance()
        {
                if (instance == null)
                        instance = new LocalUDPSocketProvider();
                return instance;
        }
         
        public void initSocket()
        {
                try
                {
                        // UDP本地监听端口(如果为0将表示由系统分配,否则使用指定端口)
                        this.localUDPSocket = new DatagramSocket(ConfigEntity.localUDPPort);
                        // 调用connect之后,每次send时DatagramPacket就不需要设计目标主机的ip和port了
                        // * 注意:connect方法一定要在DatagramSocket.receive()方法之前调用,
                        // * 不然整send数据将会被错误地阻塞。这或许是官方API的bug,也或许是调
                        // * 用规范就应该这样,但没有找到官方明确的说明
                        this.localUDPSocket.connect(
                                        InetAddress.getByName(ConfigEntity.serverIP), ConfigEntity.serverUDPPort);
                        this.localUDPSocket.setReuseAddress(true);
                        Log.d(TAG, "new DatagramSocket()已成功完成.");
                }
                catch (Exception e)
                {
                        Log.w(TAG, "localUDPSocket创建时出错,原因是:" + e.getMessage(), e);
                }
        }
 
        public DatagramSocket getLocalUDPSocket()
        {
                return this.localUDPSocket;
        }
}

 

[3] 数据接收类 LocalUDPDataReciever.java

public class LocalUDPDataReciever
{
        private static final String TAG = LocalUDPDataReciever.class.getSimpleName();
        private static LocalUDPDataReciever instance = null;
        private Thread thread = null;
 
        public static LocalUDPDataReciever getInstance()
        {
                if (instance == null)
                        instance = new LocalUDPDataReciever();
                return instance;
        }
 
        public void startup()
        {
                this.thread = new Thread(new Runnable()
                {
                        public void run()
                        {
                                try
                                {
                                        Log.d(LocalUDPDataReciever.TAG, "本地UDP端口侦听中,端口=" + ConfigEntity.localUDPPort + "...");
 
                                        //开始侦听
                                        LocalUDPDataReciever.this.udpListeningImpl();
                                }
                                catch (Exception eee)
                                {
                                        Log.w(LocalUDPDataReciever.TAG, "本地UDP监听停止了(socket被关闭了?)," + eee.getMessage(), eee);
                                }
                        }
                });
                this.thread.start();
        }
 
        private void udpListeningImpl() throws Exception
        {
                while (true)
                {
                        byte[] data = new byte[1024];
                        // 接收数据报的包
                        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length);
 
                        DatagramSocket localUDPSocket = LocalUDPSocketProvider.getInstance().getLocalUDPSocket();
                        if ((localUDPSocket == null) || (localUDPSocket.isClosed()))
                                continue;
                         
                        // 阻塞直到收到数据
                        localUDPSocket.receive(packet);
                         
                        // 解析服务端发过来的数据
                        String pFromServer = new String(packet.getData(), 0 , packet.getLength(), "UTF-8");
                        Log.w(LocalUDPDataReciever.TAG, "【NOTE】>>>>>> 收到服务端的消息:"+pFromServer);
                }
        }
}

 

运行效果

客户端运行结果:

 

服务端运行结果:

 

补充说明

客户端代码没什么特别,就是标准的Java UDP代码,看起来跟其它例子不一样的原因只是我把它提炼了一下,没本质区别。同样的代码改改也可以很好的用在Android端。实际上,上面的客户端代码就是从开源 MobileIMSDK 的Java端扒出来的,有兴趣的也可以看看它的Android端Server端iOS端,简化一下可以用作你自已的各种用途。

 

更多学习资源

[1] MINA和Netty的源码在线学习和查阅:

MINA-2.x地址是:http://docs.52im.net/extend/docs/src/mina2/

MINA-1.x地址是:http://docs.52im.net/extend/docs/src/mina1/

Netty-4.x地址是:http://docs.52im.net/extend/docs/src/netty4/

Netty-3.x地址是:http://docs.52im.net/extend/docs/src/netty3/ 

 

[2] MINA和Netty的API文档在线查阅:

MINA-2.x API文档(在线版):http://docs.52im.net/extend/docs/api/mina2/

MINA-1.x API文档(在线版):http://docs.52im.net/extend/docs/api/mina1/

Netty-4.x API文档(在线版):http://docs.52im.net/extend/docs/api/netty4/

Netty-3.x API文档(在线版):http://docs.52im.net/extend/docs/api/netty3/

 

[3] 更多有关NIO编程的资料:

请进入精华资料合辑:http://www.52im.net/forum.php?mod=collection&action=view&ctid=9

 

[4] 有关IM聊天应用、消息推送技术的资料:

请进入精华资料合辑:http://www.52im.net/forum.php?mod=collection&op=all

 

[5] 技术交流和学习:

可直接进入 即时通讯开发者社区 讨论和学习网络编程、IM聊天应用、消息推送应用的开发。

 

完整源码工程下载

 如需完整Eclipse源码工程请联系作者,或者进入链接 http://www.52im.net/thread-367-1-1.html 自行下载。

完整源码工程截图如下:

(本文同步发布于:http://www.52im.net/thread-367-1-1.html)

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评论(2)

JackJiang-
JackJiang- 博主

引用来自“码码君”的评论

文章写的不错,我正在找Netty的学习资料,不知作者能否提供Netty的TCP和UDP的Demo源码呢?
现在出了一个类似Netty的框架t-io,国内牛人搞的,貌似很强大。

回复@码码君 : 源码到这里去下载:http://www.52im.net/thread-367-1-1.html
码码君
码码君
文章写的不错,我正在找Netty的学习资料,不知作者能否提供Netty的TCP和UDP的Demo源码呢?
现在出了一个类似Netty的框架t-io,国内牛人搞的,貌似很强大。
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