JavaNetty實現(xiàn)心跳機制過程解析

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本文假設(shè)你已經(jīng)了解了Netty的使用，或者至少寫過netty的helloworld，知道了netty的基本使用。我們知道使用netty的時候，大多數(shù)的東西都與Handler有關(guān)，我們的業(yè)務邏輯基本都是在Handler中實現(xiàn)的。Netty中自帶了一個IdleStateHandler 可以用來實現(xiàn)心跳檢測。

心跳檢測的邏輯

本文中我們將要實現(xiàn)的心跳檢測邏輯是這樣的：服務端啟動后，等待客戶端連接，客戶端連接之后，向服務端發(fā)送消息。如果客戶端在“干活”那么服務端必定會收到數(shù)據(jù)，如果客戶端“閑下來了”那么服務端就接收不到這個客戶端的消息，既然客戶端閑下來了，不干事，那么何必浪費連接資源呢？所以服務端檢測到一定時間內(nèi)客戶端不活躍的時候，將客戶端連接關(guān)閉。本文要實現(xiàn)的邏輯步驟為：

啟動服務端，啟動客戶端
客戶端向服務端發(fā)送"I am alive"，并sleep隨機時間，用來模擬空閑。
服務端接收客戶端消息，并返回"copy that"，客戶端空閑時計數(shù)+1.
服務端客戶端繼續(xù)通信
服務端檢測客戶端空閑太多，關(guān)閉連接?？蛻舳税l(fā)現(xiàn)連接關(guān)閉了，就退出了。

有了這個思路，我們先來編寫服務端。

心跳檢測服務端代碼

public class HeartBeatServer {

  int port ;
  public HeartBeatServer(int port){
    this.port = port;
  }

  public void start(){
    ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
    EventLoopGroup boss = new NioEventLoopGroup();
    EventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup();
    try{
      bootstrap.group(boss,worker)
          .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
          .channel(NioServerSocketChannel.class)
          .childHandler(new HeartBeatInitializer());

      ChannelFuture future = bootstrap.bind(port).sync();
      future.channel().closeFuture().sync();
    }catch(Exception e){
      e.printStackTrace();
    }finally {
      worker.shutdownGracefully();
      boss.shutdownGracefully();
    }
  }
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    HeartBeatServer server = new HeartBeatServer(8090);
    server.start();
  }
}

熟悉netty的同志，對于上面的模板一樣的代碼一定是在熟悉不過了。啥都不用看，只需要看childHandler(new HeartBeatInitializer()) 這一句。HeartBeatInitializer就是一個ChannelInitializer顧名思義，他就是在初始化channel的時做一些事情。我們所需要開發(fā)的業(yè)務邏輯Handler就是在這里添加的。其代碼如下：

public class HeartBeatInitializer extends ChannelInitializer<Channel> {

  @Override
  protected void initChannel(Channel channel) throws Exception {
    ChannelPipeline pipeline = channel.pipeline();
    pipeline.addLast("decoder", new StringDecoder());
    pipeline.addLast("encoder", new StringEncoder());
    pipeline.addLast(new IdleStateHandler(2,2,2, TimeUnit.SECONDS));
    pipeline.addLast(new HeartBeatHandler());
  }
}

代碼很簡單，我們先添加了StringDecoder,和StringEncoder。這兩個其實就是編解碼用的，下面的IdleStateHandler才是本次心跳的核心組件。我們可以看到IdleStateHandler的構(gòu)造函數(shù)中接收了4個參數(shù)，其定義如下：

public IdleStateHandler(long readerIdleTime, long writerIdleTime, long allIdleTime, TimeUnit unit);

三個空閑時間參數(shù)，以及時間參數(shù)的格式。我們的例子中設(shè)置的是2,2,2，意思就是客戶端2秒沒有讀/寫，這個超時時間就會被觸發(fā)。超時事件觸發(fā)就需要我們來處理了，這就是上的HeartBeatInitializer中最后一行的HeartBeatHandler所做的事情。代碼如下：

public class HeartBeatHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {

  int readIdleTimes = 0;

  @Override
  protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String s) throws Exception {
    System.out.println(" ====== > [server] message received : " + s);
    if("I am alive".equals(s)){
      ctx.channel().writeAndFlush("copy that");
    }else {
      System.out.println(" 其他信息處理 ... ");
    }
  }

  @Override
  public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
    IdleStateEvent event = (IdleStateEvent)evt;

    String eventType = null;
    switch (event.state()){
      case READER_IDLE:
        eventType = "讀空閑";
        readIdleTimes ++; // 讀空閑的計數(shù)加1
        break;
      case WRITER_IDLE:
        eventType = "寫空閑";
        // 不處理
        break;
      case ALL_IDLE:
        eventType ="讀寫空閑";
        // 不處理
        break;
    }
    System.out.println(ctx.channel().remoteAddress() + "超時事件：" +eventType);
    if(readIdleTimes > 3){
      System.out.println(" [server]讀空閑超過3次，關(guān)閉連接");
      ctx.channel().writeAndFlush("you are out");
      ctx.channel().close();
    }
  }
  @Override
  public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
    System.err.println("=== " + ctx.channel().remoteAddress() + " is active ===");
  }

}

至此，我們的服務端寫好了。

心跳檢測客戶端代碼

netty的api設(shè)計使得編碼的模式非常具有通用性，所以客戶端代碼和服務端的代碼幾乎一樣：啟動client端的代碼幾乎一樣，也需要一個ChannelInitializer，也需要Handler。改動的地方很少，因此本文不對客戶端代碼進行詳細解釋。下面給出client端的完整代碼：

public class HeartBeatClient {

  int port;
  Channel channel;
  Random random ;

  public HeartBeatClient(int port){
    this.port = port;
    random = new Random();
  }
  public static void main(String[] args) throws Exception{
    HeartBeatClient client = new HeartBeatClient(8090);
    client.start();
  }

  public void start() {
    EventLoopGroup eventLoopGroup = new NioEventLoopGroup();
    try{
      Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
      bootstrap.group(eventLoopGroup).channel(NioSocketChannel.class)
          .handler(new HeartBeatClientInitializer());

      connect(bootstrap,port);
      String text = "I am alive";
      while (channel.isActive()){
        sendMsg(text);
      }
    }catch(Exception e){
      // do something
    }finally {
      eventLoopGroup.shutdownGracefully();
    }
  }

  public void connect(Bootstrap bootstrap,int port) throws Exception{
    channel = bootstrap.connect("localhost",8090).sync().channel();
  }

  public void sendMsg(String text) throws Exception{
    int num = random.nextInt(10);
    Thread.sleep(num * 1000);
    channel.writeAndFlush(text);
  }

  static class HeartBeatClientInitializer extends ChannelInitializer<Channel> {

    @Override
    protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
      ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
      pipeline.addLast("decoder", new StringDecoder());
      pipeline.addLast("encoder", new StringEncoder());
      pipeline.addLast(new HeartBeatClientHandler());
    }
  }

  static class HeartBeatClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
      System.out.println(" client received :" +msg);
      if(msg!= null && msg.equals("you are out")) {
        System.out.println(" server closed connection , so client will close too");
        ctx.channel().closeFuture();
      }
    }
  }
}

運行代碼

在上面的代碼寫好之后，我們先啟動服務端，然后在啟動客戶端。運行日志如下：

server端：

=== /127.0.0.1:57700 is active ===
 ====== > [server] message received : I am alive
 ====== > [server] message received : I am alive
/127.0.0.1:57700超時事件：寫空閑
/127.0.0.1:57700超時事件：讀空閑
/127.0.0.1:57700超時事件：讀寫空閑
/127.0.0.1:57700超時事件：寫空閑
/127.0.0.1:57700超時事件：讀空閑
/127.0.0.1:57700超時事件：讀寫空閑
/127.0.0.1:57700超時事件：寫空閑
 ====== > [server] message received : I am alive
/127.0.0.1:57700超時事件：寫空閑
/127.0.0.1:57700超時事件：讀寫空閑
/127.0.0.1:57700超時事件：讀空閑
/127.0.0.1:57700超時事件：寫空閑
/127.0.0.1:57700超時事件：讀寫空閑
/127.0.0.1:57700超時事件：讀空閑
 [server]讀空閑超過3次，關(guān)閉連接

client端：

 client sent msg and sleep 2
 client received :copy that
 client received :copy that
 client sent msg and sleep 6
 client sent msg and sleep 6
 client received :copy that
 client received :you are out
 server closed connection , so client will close too
Process finished with exit code 0

通過上面的運行日志，我們可以看到：

1.客戶端在與

2.由于客戶端消極怠工，超時了多次，服務端關(guān)閉了鏈接。

3.客戶端知道服務端拋棄自己之后，也關(guān)閉了連接，程序退出。

以上簡單了演示了一下，netty的心跳機制，其實主要就是使用了IdleStateHandler。源碼下載

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持創(chuàng)新互聯(lián)。

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