基础知识

Netty核心组件介绍

Channel

一个连接分配一个channel，如：

终端 A 连接 → 创建 Channel-1
终端 B 连接 → 创建 Channel-2
终端 C 连接 → 创建 Channel-3

线程模型

单线程 `QPS<=5k`

所有I/O操作和业务逻辑由单个线程处理

EventLoopGroup singleGroup = new NioEventLoopGroup(1); // 关键：线程数=1
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(singleGroup)  // 单线程同时处理连接和I/O
 .channel(NioServerSocketChannel.class)
 .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
     @Override
     protected void initChannel(SocketChannel ch) {
         ch.pipeline().addLast(new SimpleHandler());
     }
 });

多线程 `1w<=QPS<=3w`

一组线程共同处理所有Channel的I/O事件

EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(16); // 关键：多线程

ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(workerGroup)  // 所有线程平等处理连接和I/O
 .channel(NioServerSocketChannel.class)
 .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
     @Override
     protected void initChannel(SocketChannel ch) {
         ch.pipeline().addLast(new SimpleHandler());
     }
 });

主从多线程 `QPS>5w`

分离连接接收（主线程组）和I/O处理（工作线程组）

EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(2);  // 主线程组：专责接收连接
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(16); // 工作线程组：处理I/O

ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(bossGroup, workerGroup)  // 关键：双线程组
 .channel(NioServerSocketChannel.class)
 .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
     @Override
     protected void initChannel(SocketChannel ch) {
         ch.pipeline().addLast(new ComplexHandler()); // 复杂业务处理
     }
 });

AttributeKey

ChannelHandler

ChannelDuplexHandler

应用场景：

出站入站流量统计监控

ChannelHandlerContext

生命周期

ChannelTrafficShapingHandler

ChannelHandler#channelWritabilityChanged

ByteBuf

注意事项：

ByteBuf使用完以后，一定要调用#release方法释放，避免内存泄漏。

开发中涉及到类：

Unpooled 创建非池化ByteBuf
PooledByteBufAllocator 创建池化ByteBuf，减少频繁分配和释放内存的开销
CompositeByteBuf 用于创建复合缓冲区，将多个ByteBuf 合并为一个逻辑缓冲区
ByteBufAllocator 缓冲区分配器接口，用于分配、回收缓冲区。
ReferenceCounted 用于引用计数管理
ByteBufUtil 用于转换、比较、计算缓冲区哈希值

PooledByteBufAllocator

ChannelPipeline

注意：

addLast添加的处理器需要考虑顺序问题，不能够随意颠倒，一般是入站Decode->出站Encode。

IdleStateHandler 心跳处理器

该处理器的几种空闲状态

public enum IdleState {
READER_IDLE, //读空闲状态
WRITER_IDLE, //写空闲状态
ALL_IDLE; //读写都是空想状态
}

案例：心跳处理器new IdleStateHandler(10, 0, 0, TimeUnit.SECONDS)10秒内没有收到客户端任何数据，则关闭连接。

ChannelHandler#userEventTriggered
 @Override
public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) {
    if (evt instanceof IdleStateEvent) {
        IdleStateEvent event = (IdleStateEvent) evt;
        //如果是读空闲状态
        if (event.state() == IdleState.READER_IDLE) {
            System.out.println("Client timeout, closing connection");
            ctx.close(); //会断开与客户端的链接
        }
    }
}

@Sharable注解

介绍：用于在多个channel中共享handler，默认情况下每个channel（一个session连接）会创建一个handler实例保证线程安全。应用场景：无状态、线程安全，对于有状态和非线程安全的handler共享会导致数据错误。

内置编码器和解码器总结

编解码器名称	介绍	应用场景
LineBasedFrameDecoder	基于行分隔符（`\n` 或 `\r\n`）分割字节流为消息，支持最大帧长限制。	文本协议（如 SMTP、IRC），日志传输，简单命令行协议。示例：处理 `"Hello\nWorld\n"` 为两条消息。
DelimiterBasedFrameDecoder	基于自定义分隔符（如 `,`、`$`）分割字节流为消息。	自定义文本协议，CSV 数据流传输。示例：以 `$` 分隔，处理 `data1$data2$`。
LengthFieldBasedFrameDecoder	基于长度字段解析自定义协议，支持配置长度字段偏移和调整。	自定义二进制协议，工业设备通信，游戏服务器。示例：解析 `[4字节长度][数据]` 格式。
LengthFieldPrepender	在消息前添加长度字段，配合 `LengthFieldBasedFrameDecoder` 使用。	自定义二进制协议，解决粘包/拆包问题。示例：为消息添加 4 字节长度前缀。
FixedLengthFrameDecoder	按固定长度分割字节流为消息。	固定长度协议，嵌入式设备通信，遗留系统。示例：每 16 字节分割为一条消息。
StringEncoder	将字符串编码为指定字符集（如 UTF-8）的字节流。	文本协议，聊天服务器，HTTP 请求处理。示例：编码字符串消息到字节流。
StringDecoder	将字节流解码为字符串，支持指定字符集。	配合 `LineBasedFrameDecoder` 等，处理文本消息。示例：解码字节为字符串。
ObjectEncoder	将 Java 对象序列化为字节流（基于 Java 序列化）。	快速原型开发，Java 内部对象传输。示例：传输 `User` 对象。
ObjectDecoder	将字节流反序列化为 Java 对象。	配合 `ObjectEncoder`，处理 Java 对象。示例：反序列化接收到的对象。
ProtobufEncoder	将 Google Protocol Buffers 消息编码为字节流。	高性能跨语言协议，gRPC，微服务通信。示例：编码 Protobuf `Person` 消息。
ProtobufDecoder	将字节流解码为 Protobuf 消息对象。	配合 Protobuf 协议，处理跨平台消息。示例：解码 Protobuf 消息。
HttpRequestEncoder	将 HTTP 请求编码为字节流。	HTTP 服务器/客户端，REST API，代理服务器。示例：编码 HTTP GET 请求。
HttpResponseEncoder	将 HTTP 响应编码为字节流。	HTTP 服务器，Web 应用。示例：编码 HTTP 响应。
HttpRequestDecoder	将字节流解码为 HTTP 请求对象。	解析 HTTP 请求，Web 服务器开发。示例：解码 POST 请求的表单数据。
HttpResponseDecoder	将字节流解码为 HTTP 响应对象。	解析 HTTP 响应，客户端开发。示例：解码服务端响应。
HttpObjectAggregator	将分段 HTTP 消息聚合成完整对象（如 `FullHttpRequest`）。	处理 HTTP 分块传输（chunked），简化 Web 开发。示例：聚合分段请求。
WebSocketFrameEncoder	编码 WebSocket 帧（如文本帧、二进制帧）。	WebSocket 服务器/客户端，实时通信。示例：编码聊天消息帧。
WebSocketFrameDecoder	解码 WebSocket 帧为对象。	实时应用，如聊天、在线游戏。示例：解码接收到的文本帧。
ByteToMessageDecoder	抽象基类，用于自定义字节到消息的解码逻辑。	自定义协议开发，复杂协议处理。示例：实现私有协议解析。
MessageToByteEncoder	抽象基类，用于自定义消息到字节的编码逻辑。	自定义协议，复杂消息编码。示例：编码私有协议消息。
Base64Encoder	将字节流编码为 Base64 格式。	传输 Base64 编码数据，如 JSON 中的二进制数据。示例：编码图片数据。
Base64Decoder	将 Base64 格式解码为字节流。	解码 Base64 数据，如嵌入的图片。示例：解码 Base64 字符串。
KryoEncoder（需额外依赖）	使用 Kryo 序列化库将对象编码为字节流。	高性能对象传输，替代 Java 序列化。示例：编码复杂 Java 对象。
KryoDecoder（需额外依赖）	使用 Kryo 反序列化字节流为对象。	配合 `KryoEncoder`，高性能场景。示例：解码 Kryo 序列化对象。

黑白名单功能

1、动态校验拦截继承RuleBasedIpFilter实现一个过滤器

public class DynamicIpFilter extends RuleBasedIpFilter {
    @Override
    protected boolean accept(ChannelHandlerContext ctx, InetSocketAddress remoteAddress) {
        String ip = remoteAddress.getAddress().getHostAddress();
        return !RedisClient.isInBlacklist(ip); // 查询Redis黑名单或者其他存储
    }
}
pipeline.addLast(new DynamicIpFilter()); // 动态过滤器

2、静态黑白名单

IpSubnetFilterRule blacklistRule = new IpSubnetFilterRule("192.168.1.1", 32, IpFilterRuleType.REJECT);
RuleBasedIpFilter ipFilter = new RuleBasedIpFilter(blacklistRule);
pipeline.addLast(ipFilter);

3、自定义handler实现黑白名单

public class DynamicIpFilter extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
        String ip = ((InetSocketAddress) ctx.channel().remoteAddress()).getAddress().getHostAddress();
        if (RedisClient.isBlacklisted(ip)) { // 查询Redis黑名单
            ctx.close(); // 拦截连接
        } else {
            ctx.fireChannelActive(); // 放行
        }
    }
}

4、CIDR规则匹配（高效IP段控制）

List<IpFilterRule> rules = new ArrayList<>();
rules.add(new IpSubnetFilterRule("10.0.0.0/8", IpFilterRuleType.ACCEPT)); // 动态添加规则
pipeline.addLast(new RuleBasedIpFilter(rules.toArray(new IpFilterRule[0])));

内存泄漏探测

 ResourceLeakDetector.setLevel(ResourceLeakDetector.Level.PARANOID);

支持的检测级别：

public enum Level {
    DISABLED, //完全禁用内存泄漏检测
    SIMPLE, //默认级别 简单采样 开销较小
    ADVANCED,//高级采样资源泄漏检测，高开销为代价报告最近访问泄漏对象的位置
    PARANOID;//和ADVANCED一样 仅用于测试环境
}

Netty核心组件介绍​

Channel​

线程模型​

单线程 QPS<=5k​

多线程 1w<=QPS<=3w​

主从多线程 QPS>5w​

AttributeKey​

ChannelHandler​

ChannelDuplexHandler​

ChannelHandlerContext​

生命周期​

ChannelTrafficShapingHandler​

ChannelHandler#channelWritabilityChanged​

ByteBuf​

PooledByteBufAllocator​

ChannelPipeline​

IdleStateHandler 心跳处理器​

@Sharable注解​

内置编码器和解码器总结​

黑白名单功能​

内存泄漏探测​