正如我們前面解釋的,非阻塞 I/O 不迫使我們等待完成的操作。在這種能力的基礎上,真正的異步 I/O 是一個重要的一步:一個異步方法完成時立即返回并直接或稍后通知用戶。 正如我們將看到的,在一個網絡環境的異步模型可以更有效地利用資源,可以在快速連續執行多個調用。 ### [](https://github.com/waylau/essential-netty-in-action/blob/master/GETTING%20STARTED/Building%20Blocks.md#channel)Channel 一個?[Channel](http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/nio/channels/Channel.html)?是 NIO 基本的結構。它代表了一個開放的連接到一個實體如硬件設備、文件、網絡套接字,或程序組件,能夠執行一個或多個不同的 I/O 操作,例如讀或寫。 現在,把 Channel 想象成一個可以“打開”或“關閉”,“連接”或“斷開”和作為傳入和傳出數據的運輸工具。 ### [](https://github.com/waylau/essential-netty-in-action/blob/master/GETTING%20STARTED/Building%20Blocks.md#callback-回調)Callback (回調) callback (回調)是一個簡單的方法,提供給另一種方法作為引用,這樣后者就可以在某個合適的時間調用前者。這種技術被廣泛使用在各種編程的情況下,最常見的方法之一通知給其他人操作已完成。 Netty 內部使用回調處理事件時。一旦這樣的回調被觸發，事件可以由接口 ChannelHandler 的實現來處理。如下面的代碼，一旦一個新的連接建立了,調用 channelActive(),并將打印一條消息。 Listing 1.2 ChannelHandler triggered by a callback ~~~ public class ConnectHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { @Override public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { //1 System.out.println( "Client " + ctx.channel().remoteAddress() + " connected"); } } ~~~ 1.當建立一個新的連接時調用 ChannelActive() ### [](https://github.com/waylau/essential-netty-in-action/blob/master/GETTING%20STARTED/Building%20Blocks.md#future)Future Future 提供了另外一種通知應用操作已經完成的方式。這個對象作為一個異步操作結果的占位符,它將在將來的某個時候完成并提供結果。 JDK 附帶接口 java.util.concurrent.Future ,但所提供的實現只允許您手動檢查操作是否完成或阻塞了。這是很麻煩的，所以 Netty 提供自己了的實現,ChannelFuture,用于在執行異步操作時使用。 ChannelFuture 提供多個附件方法來允許一個或者多個 ChannelFutureListener 實例。這個回調方法 operationComplete() 會在操作完成時調用。事件監聽者能夠確認這個操作是否成功或者是錯誤。如果是后者,我們可以檢索到產生的 Throwable。簡而言之, ChannelFutureListener 提供的通知機制不需要手動檢查操作是否完成的。 每個 Netty 的 outbound I/O 操作都會返回一個 ChannelFuture;這樣就不會阻塞。這就是 Netty 所謂的“自底向上的異步和事件驅動”。 下面例子簡單的演示了作為 I/O 操作的一部分 ChannelFuture 的返回。當調用 connect() 將會直接是非阻塞的，并且調用在背后完成。由于線程是非阻塞的，所以無需等待操作完成，而可以去干其他事，因此這令資源利用更高效。 Listing 1.3 Callback in action ~~~ Channel channel = ...; //不會阻塞 ChannelFuture future = channel.connect( new InetSocketAddress("192.168.0.1", 25)); ~~~ 1.異步連接到遠程地址 下面代碼描述了如何利用 ChannelFutureListener 。首先，連接到遠程地址。接著，通過 ChannelFuture 調用 connect() 來 注冊一個新ChannelFutureListener。當監聽器被通知連接完成，我們檢查狀態。如果是成功，就寫數據到 Channel，否則我們檢索 ChannelFuture 中的Throwable。 注意，錯誤的處理取決于你的項目。當然,特定的錯誤是需要加以約束 的。例如,在連接失敗的情況下你可以嘗試連接到另一個。 Listing 1.4 Callback in action ~~~ Channel channel = ...; //不會阻塞 ChannelFuture future = channel.connect( //1 new InetSocketAddress("192.168.0.1", 25)); future.addListener(new ChannelFutureListener() { //2 @Override public void operationComplete(ChannelFuture future) { if (future.isSuccess()) { //3 ByteBuf buffer = Unpooled.copiedBuffer( "Hello", Charset.defaultCharset()); //4 ChannelFuture wf = future.channel().writeAndFlush(buffer); //5 // ... } else { Throwable cause = future.cause(); //6 cause.printStackTrace(); } } }); ~~~ 1.異步連接到遠程對等。調用立即返回并提供 ChannelFuture。 2.操作完成后通知注冊一個 ChannelFutureListener 。 3.當 operationComplete() 調用時檢查操作的狀態。 4.如果成功就創建一個 ByteBuf 來保存數據。 5.異步發送數據到遠程。再次返回ChannelFuture。 6.如果有一個錯誤則拋出 Throwable,描述錯誤原因。 ### [](https://github.com/waylau/essential-netty-in-action/blob/master/GETTING%20STARTED/Building%20Blocks.md#event-和-handler)Event 和 Handler Netty 使用不同的事件來通知我們更改的狀態或操作的狀態。這使我們能夠根據發生的事件觸發適當的行為。 這些行為可能包括： * 日志 * 數據轉換 * 流控制 * 應用程序邏輯 由于 Netty 是一個網絡框架,事件很清晰的跟入站或出站數據流相關。因為一些事件可能觸發傳入的數據或狀態的變化包括: * 活動或非活動連接 * 數據的讀取 * 用戶事件 * 錯誤 出站事件是由于在未來操作將觸發一個動作。這些包括: * 打開或關閉一個連接到遠程 * 寫或沖刷數據到 socket 每個事件都可以分配給用戶實現處理程序類的方法。這說明了事件驅動的范例可直接轉換為應用程序構建塊。 圖1.3顯示了一個事件可以由一連串的事件處理器來處理 Figure 1.3 Event Flow [](https://github.com/waylau/essential-netty-in-action/blob/master/images/Figure%201.3%20Event%20Flow.jpg) Netty 還提供了一組豐富的預定義的處理程序,您可以開箱即用。這些是各種協議的編解碼器包括 HTTP 和 SSL/TLS。在內部,ChannelHandler 使用事件和 future 本身,使得消費者的具有 Netty 的抽象。 ### [](https://github.com/waylau/essential-netty-in-action/blob/master/GETTING%20STARTED/Building%20Blocks.md#整合)整合 #### [](https://github.com/waylau/essential-netty-in-action/blob/master/GETTING%20STARTED/Building%20Blocks.md#future-callback-和-handler)FUTURE, CALLBACK 和 HANDLER Netty 的異步編程模型是建立在 future 和 callback 的概念上的。所有這些元素的協同為自己的設計提供了強大的力量。 攔截操作和轉換入站或出站數據只需要您提供回調或利用 future 操作返回的。這使得鏈操作簡單、高效,促進編寫可重用的、通用的代碼。一個 Netty 的設計的主要目標是促進“關注點分離”:你的業務邏輯從網絡基礎設施應用程序中分離。 #### [](https://github.com/waylau/essential-netty-in-action/blob/master/GETTING%20STARTED/Building%20Blocks.md#selector-event-和-event-loop)SELECTOR, EVENT 和 EVENT LOOP Netty 通過觸發事件從應用程序中抽象出 Selector，從而避免手寫調度代碼。EventLoop 分配給每個 Channel 來處理所有的事件，包括 * 注冊有趣的事件 * 調度事件到 ChannelHandler * 安排進一步行動 該 EventLoop 本身是由只有一個線程驅動，它給一個 Channel 處理所有的 I/O 事件，并且在 EventLoop 的生命周期內不會改變。這個簡單而強大的線程模型消除你可能對你的 ChannelHandler 同步的任何關注，這樣你就可以專注于提供正確的回調邏輯來執行。該 API 是簡單和緊湊。