1.什么是Netty
Netty是一個(gè)基于Java NIO的網(wǎng)絡(luò)編程框架，提供了簡單而強(qiáng)大的API，用于快速開發(fā)可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。其核心思想是異步、事件驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)通信模型，通過事件處理器鏈(ChannelHandler)實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)處理和傳輸。
2. Netty與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)之間的聯(lián)系
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 是指將傳感器、設(shè)備和工廠系統(tǒng)連接到互聯(lián)網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和遠(yuǎn)程控制等目的的技術(shù)。Netty 在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中有著重要的作用，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1) 高性能的網(wǎng)絡(luò)通信：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通常需要處理大量的數(shù)據(jù)流量和高并發(fā)的連接。Netty 提供了基于事件驅(qū)動(dòng)的異步 IO 模型，能夠高效地處理大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)通信，確保系統(tǒng)具有優(yōu)異的性能和可伸縮性。
(2) 協(xié)議支持：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中常用的通信協(xié)議有 MQTT、CoAP、AMQP 等，而 Netty 提供了靈活的網(wǎng)絡(luò)編程接口和豐富的協(xié)議支持，可以輕松地實(shí)現(xiàn)對這些協(xié)議的解析和處理，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的可靠通信。
(3) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)需要及時(shí)處理從各種傳感器和設(shè)備收集到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析和控制。Netty 的高性能和低延遲特性使得它非常適合用于處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流，能夠快速響應(yīng)設(shè)備的數(shù)據(jù)上傳和控制指令。
(4) 安全性和穩(wěn)定性：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對安全性和穩(wěn)定性要求極高，Netty 提供了豐富的安全功能和可靠的錯(cuò)誤處理機(jī)制，能夠保障系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸安全和穩(wěn)定運(yùn)行。
綜上所述，Netty 在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，它為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開發(fā)和部署提供了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)支持。
3. Netty核心組件
(1) Bootstrap
用于啟動(dòng)和配置網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序配置類。通過Bootstrap可以綁定啟動(dòng)IP、端口，配置EventLoopGroup、選擇傳輸協(xié)議(Channel)、配置ChannelHandler、參數(shù)調(diào)優(yōu)設(shè)置等。Bootstrap通常與ServerBootstrap配合使用。ServerBootstrap用于服務(wù)端，Bootstrap用于客戶端。
(2) EventLoop
Netty為了避免線程與線程之間產(chǎn)生并發(fā)沖突，采用的策略。負(fù)責(zé)處理所有的I/O事件，如接收連接、讀取數(shù)據(jù)、寫入數(shù)據(jù)等。EventLoop在一個(gè)線程中循環(huán)執(zhí)行，通過事件驅(qū)動(dòng)的方式處理事件。一個(gè)EventLoop可以關(guān)聯(lián)一個(gè)或多個(gè)Channel，但一個(gè)Channel只能關(guān)聯(lián)一個(gè)EventLoop。EventLoop通常在服務(wù)端需要實(shí)例化2個(gè)對象，一個(gè)用于接受處理客戶端的連接請求，另一個(gè)用戶處理I/O讀寫事件。它的繼承關(guān)系比較復(fù)雜，一條線是繼承自 j.u.c.ScheduledExecutorService 因此包含了線程池中所有的方法，另一條線是繼承自 netty 自己的 OrderedEventExecutor。
(3) Channel
一個(gè)與實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的連接?？梢岳斫鉃閿?shù)據(jù)在客戶端和服務(wù)器之間的通道。Channel提供了異步的I/O操作，如讀取、寫入和關(guān)閉等。打個(gè)比喻，每個(gè) Channel 是一個(gè)產(chǎn)品的加工車間，Pipeline 是車間中的流水線，ChannelHandler 就是流水線上的各道工序，而后面要講的 ByteBuf 是原材料，經(jīng)過很多工序的加工：先經(jīng)過一道道入站工序，再經(jīng)過一道道出站工序最終變成產(chǎn)品
(4) ChannelHandler
最核心的組件之一，負(fù)責(zé)處理輸入輸出數(shù)據(jù)的邏輯。可以接收入站事件(如數(shù)據(jù)接收)和出站事件(如數(shù)據(jù)發(fā)送)，并執(zhí)行相應(yīng)的處理邏輯。ChannelHandler被添加到ChannelPipeline中，形成處理鏈。
(5) ChannelPipline
ChannelPipeline是一個(gè)雙向鏈表，攔截和處理事件的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。ChannelPipeline中的ChannelHandler是一個(gè)傳播鏈，ChannelPipeline管理ChannelHandler并協(xié)調(diào)它們的處理順序。當(dāng)數(shù)據(jù)通過Channel時(shí)，它會(huì)依次經(jīng)過每個(gè)ChannelHandler進(jìn)行處理。
(6) ByteBuf
數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締卧?，用于處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。ByteBuf提供了靈活的API，可以高效地讀取、寫入和操作數(shù)據(jù)。
ByteBuf的優(yōu)勢：
1.池化 - 可以重用池中 ByteBuf 實(shí)例，更節(jié)約內(nèi)存，減少內(nèi)存溢出的可能
2.可以自動(dòng)擴(kuò)容
3.支持鏈?zhǔn)秸{(diào)用，使用更流暢
4.很多地方體現(xiàn)零拷貝，例如 slice、duplicate、CompositeByteBuf
4. Netty入門
開發(fā)一個(gè)簡單的服務(wù)器端和客戶端
4.1 服務(wù)器端
(1) 1 處，創(chuàng)建 NioEventLoopGroup，可以簡單理解為 線程池 + Selector
(2) 2 處，選擇服務(wù) Scoket 實(shí)現(xiàn)類，其中 NioServerSocketChannel 表示基于 NIO 的服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)
(3) 3 處，為啥方法叫 childHandler，是接下來添加的處理器都是給 SocketChannel 用的，而不是給 ServerSocketChannel。ChannelInitializer 處理器(僅執(zhí)行一次)，它的作用是待客戶端 SocketChannel 建立連接后，執(zhí)行 initChannel 以便添加更多的處理器
(4) 4 處，ServerSocketChannel 綁定的監(jiān)聽端口
(5) 5 處，SocketChannel 的處理器，解碼 ByteBuf => String
(6) 6 處，SocketChannel 的業(yè)務(wù)處理器，使用上一個(gè)處理器的處理結(jié)果
4.2 客戶端
(1) 1 處，創(chuàng)建 NioEventLoopGroup，同 Server
(2) 2 處，選擇客戶 Socket 實(shí)現(xiàn)類，NioSocketChannel 表示基于 NIO 的客戶端實(shí)現(xiàn)
(3) 3 處，添加 SocketChannel 的處理器，ChannelInitializer 處理器(僅執(zhí)行一次)，它的作用是待客戶端 SocketChannel 建立連接后，執(zhí)行 initChannel 以便添加更多的處理器
(4) 4 處，指定要連接的服務(wù)器和端口
(5) 5 處，Netty 中很多方法都是異步的，如 connect，這時(shí)需要使用 sync 方法等待 connect 建立連接完畢
(6) 6 處，獲取 channel 對象，它即為通道抽象，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作
(7) 7 處，寫入消息并清空緩沖區(qū)
(8) 8 處，消息會(huì)經(jīng)過通道 handler 處理，這里是將 String => ByteBuf 發(fā)出
數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸，到達(dá)服務(wù)器端，服務(wù)器端 5 和 6 處的 handler 先后被觸發(fā)，走完一個(gè)流程
4.3 流程梳理
