Netty框架的架構設計
介紹完 Netty 相關一些理論，下面從功能特性、模塊組件、運作過程來介紹 Netty 的架構設計。
1.1功能特性
Netty 功能特性如下：
- 1）傳輸服務：支持 BIO 和 NIO；
- 2）容器集成：支持 OSGI、JBossMC、Spring、Guice 容器；
- 3）協議支持：HTTP、Protobuf、二進制、文本、WebSocket 等一系列常見協議都支持。還支持通過實行編碼解碼邏輯來實現自定義協議；
- 4）Core 核心：可擴展事件模型、通用通信 API、支持零拷貝的 ByteBuf 緩衝對象。
1.2模塊組件
【Bootstrap、ServerBootstrap】：
Bootstrap 意思是引導，一個 Netty 應用通常由一個 Bootstrap 開始，主要作用是配置整個 Netty 程序，串聯各個組件，Netty 中 Bootstrap 類是客戶端程序的啟動引導類，ServerBootstrap 是服務端啟動引導類。
【Future、ChannelFuture】：
正如前面介紹，在 Netty 中所有的 IO 操作都是異步的，不能立刻得知消息是否被正確處理。
但是可以過一會等它執行完成或者直接註冊一個監聽，具體的實現就是通過 Future 和 ChannelFutures，他們可以註冊一個監聽，當操作執行成功或失敗時監聽會自動觸發註冊的監聽事件。
【Channel】：
Netty 網絡通信的組件，能夠用於執行網絡 I/O 操作。Channel 為用戶提供：
- 1）當前網絡連接的通道的狀態（例如是否打開？是否已連接？）
- 2）網絡連接的配置參數 （例如接收緩衝區大小）
- 3）提供異步的網絡 I/O 操作(如建立連接，讀寫，綁定端口)，異步調用意味著任何 I/O 調用都將立即返回，並且不保證在調用結束時所請求的 I/O 操作已完成。
- 4）調用立即返回一個 ChannelFuture 實例，通過註冊監聽器到 ChannelFuture 上，可以 I/O 操作成功、失敗或取消時回調通知調用方。
- 5）支持關聯 I/O 操作與對應的處理程序。
不同協議、不同的阻塞類型的連接都有不同的 Channel 類型與之對應。
下面是一些常用的 Channel 類型：
- NioSocketChannel，異步的客戶端 TCP Socket 連接。
- NioServerSocketChannel，異步的服務器端 TCP Socket 連接。
- NioDatagramChannel，異步的 UDP 連接。
- NioSctpChannel，異步的客戶端 Sctp 連接。
- NioSctpServerChannel，異步的 Sctp 服務器端連接，這些通道涵蓋了 UDP 和 TCP 網絡 IO 以及文件 IO。
【Selector】：
Netty 基於 Selector 對象實現 I/O 多路複用，通過 Selector 一個線程可以監聽多個連接的 Channel 事件。
當向一個 Selector 中註冊 Channel 後，Selector 內部的機制就可以自動不斷地查詢(Select) 這些註冊的 Channel 是否有已就緒的 I/O 事件（例如可讀，可寫，網絡連接完成等），這樣程序就可以很簡單地使用一個線程高效地管理多個 Channel 。
【NioEventLoop】：
NioEventLoop 中維護了一個線程和任務隊列，支持異步提交執行任務，線程啟動時會調用 NioEventLoop 的 run 方法，執行 I/O 任務和非 I/O 任務：
- I/O 任務，即 selectionKey 中 ready 的事件，如 accept、connect、read、write 等，由 processSelectedKeys 方法觸發。
- 非 IO 任務，添加到 taskQueue 中的任務，如 register0、bind0 等任務，由 runAllTasks 方法觸發。
兩種任務的執行時間比由變量 ioRatio 控制，默認為 50，則表示允許非 IO 任務執行的時間與 IO 任務的執行時間相等。
【NioEventLoopGroup】：
NioEventLoopGroup，主要管理 eventLoop 的生命週期，可以理解為一個線程池，內部維護了一組線程，每個線程(NioEventLoop)負責處理多個 Channel 上的事件，而一個 Channel 只對應於一個線程。
【ChannelHandler】：
ChannelHandler 是一個接口，處理 I/O 事件或攔截 I/O 操作，並將其轉發到其 ChannelPipeline(業務處理鏈)中的下一個處理程序。
ChannelHandler 本身並沒有提供很多方法，因為這個接口有許多的方法需要實現，方便使用期間，可以繼承它的子類：
- ChannelInboundHandler 用於處理入站 I/O 事件。
- ChannelOutboundHandler 用於處理出站 I/O 操作。
或者使用以下適配器類：
- ChannelInboundHandlerAdapter 用於處理入站 I/O 事件。
- ChannelOutboundHandlerAdapter 用於處理出站 I/O 操作。
- ChannelDuplexHandler 用於處理入站和出站事件。
【ChannelHandlerContext】：
保存 Channel 相關的所有上下文信息，同時關聯一個 ChannelHandler 對象。
【ChannelPipline】：
保存 ChannelHandler 的 List，用於處理或攔截 Channel 的入站事件和出站操作。
ChannelPipeline 實現了一種高級形式的攔截過濾器模式，使用戶可以完全控制事件的處理方式，以及 Channel 中各個的 ChannelHandler 如何相互交互。
下圖引用 Netty 的 Javadoc 4.1 中 ChannelPipeline 的說明，描述了 ChannelPipeline 中 ChannelHandler 通常如何處理 I/O 事件。
I/O 事件由 ChannelInboundHandler 或 ChannelOutboundHandler 處理，並通過調用 ChannelHandlerContext 中定義的事件傳播方法。
例如：ChannelHandlerContext.fireChannelRead（Object）和 ChannelOutboundInvoker.write（Object）轉發到其最近的處理程序。
入站事件由自下而上方向的入站處理程序處理，如圖左側所示。入站 Handler 處理程序通常處理由圖底部的 I/O 線程生成的入站數據。
通常通過實際輸入操作（例如 SocketChannel.read（ByteBuffer））從遠程讀取入站數據。
出站事件由上下方向處理，如圖右側所示。出站 Handler 處理程序通常會生成或轉換出站傳輸，例如 write 請求。
I/O 線程通常執行實際的輸出操作，例如 SocketChannel.write（ByteBuffer）。
在 Netty 中每個 Channel 都有且僅有一個 ChannelPipeline 與之對應，它們的組成關係如下：
一個 Channel 包含了一個 ChannelPipeline，而 ChannelPipeline 中又維護了一個由 ChannelHandlerContext 組成的雙向鏈表，並且每個 ChannelHandlerContext 中又關聯著一個 ChannelHandler。
入站事件和出站事件在一個雙向鏈表中，入站事件會從鏈表 head 往後傳遞到最後一個入站的 handler，出站事件會從鏈表 tail 往前傳遞到最前一個出站的 handler，兩種類型的 handler 互不干擾。
摘自：http://www.52im.net/thread-2043-1-1.html
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