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一、基于netty创建udp服务端以及对应通道设置关键
二、发送数据
三、netty中的ChannelOption常用参数说明
1、ChannelOption.SO_BACKLOG
2、ChannelOption.SO_REUSEADDR
3、ChannelOption.SO_KEEPALIVE
4、ChannelOption.SO_SNDBUF和ChannelOption.SO_RCVBUF
5、ChannelOption.SO_LINGER
6、ChannelOption.TCP_NODELAY
一、基于netty创建udp服务端以及对应通道设置关键
@Configuration
@RefreshScope
public class NettyUdpServer {
@Value("${netty.server.udpPort}")
private int port;
private EventLoopGroup bossGroup;//主线程
private Channel channel;//通道
private ChannelFuture future; //回调
@Autowired
private DataCollector dataCollector;;
public Channel start() throws InterruptedException {
//判断是否支持Epoll模式,从而创建不同的线程组
bossGroup = Epoll.isAvailable()? new EpollEventLoopGroup() : new NioEventLoopGroup();
try {
Bootstrap b = new Bootstrap();
//linux平台下增加SO_REUSEPORT特性提高性能，支持多个进程或者线程绑定到同一个端口，提高服务器程序的吞吐性能
if(Epoll.isAvailable()) {
//设置反应器线程组
b.group(bossGroup)
.handler(new EpollUdpServerInitializer(dataCollector))
//设置nio类型的通道
.channel(EpollDatagramChannel.class)
.option(ChannelOption.SO_BROADCAST, true)
.option(ChannelOption.SO_REUSEADDR, true)
.option(ChannelOption.SO_RCVBUF, 1024 * 1024)
.option(EpollChannelOption.SO_REUSEPORT, true);
}else{
//设置反应器线程组
b.group(bossGroup)
.handler(new UdpServerInitializer(dataCollector))
//设置nio类型的通道
.channel(NioDatagramChannel.class)
//设置通道的参数
.option(ChannelOption.SO_BROADCAST, true)
.option(ChannelOption.SO_REUSEADDR, true);
}
//Channel channel = server.bind(port).sync().channel();
//开始绑定服务器，通过调用sync()同步方法阻塞直到绑定成功
//ChannelFuture channelFuture = b.bind(port).sync();
//等待通道关闭的异步任务结束
//ChannelFuture closeFuture = channelFuture.channel().closeFuture();
//closeFuture.sync();
ChannelFuture f = b.bind(port).sync();
channel = f.channel();
if(f.isSuccess()){
//MasterSelector registry = new MasterSelector("","netty-services", port);
System.out.println("UDP服务器启动，监听在端口：" + port);
}else {
channel.closeFuture().sync();
}
} finally {
//bossGroup.shutdownGracefully().sync();
}
System.out.println("Udp服务器启动，监听在端口："+port);
return channel;
}
}
以上代码中Epoll.isAvailable()用户判断是window还是linux环境，linux环境默认采用Epoll相关通道，所以显式设置EpollDatagramChannel通道。在处理（handler）的设置中要根据不同的通道设置初始化的通道类型：
linux环境下EpollDatagramChannel通道设置 .handler(new EpollUdpServerInitializer(dataCollector))具体代码
public class EpollUdpServerInitializer extends ChannelInitializer
private final DataCollector dataCollector;
public EpollUdpServerInitializer(DataCollector dataCollector) {
this.dataCollector = dataCollector;
}
@Override
protected void initChannel(EpollDatagramChannel epollDatagramChannel) throws Exception {
epollDatagramChannel.pipeline()
//添加netty空闲超时检查的支持
.addLast(new UdpServerHandler(dataCollector));
}
要使 通过服务器端通过EpollDatagramChannel通道发送数据，客户端能够正常接收到数据，下图中标红的泛型通道类要与服务器端设置的通道类一致
同意要支持Nio类型通道为NioDatagramChannel.class时，通道初始化为：
public class UdpServerInitializer extends ChannelInitializer
private final DataCollector dataCollector;
public UdpServerInitializer(DataCollector dataCollector) {
this.dataCollector = dataCollector;
}
@Override
protected void initChannel(NioDatagramChannel nioDatagramChannel) throws Exception {
nioDatagramChannel.pipeline()
//添加netty空闲超时检查的支持
.addLast(new UdpServerHandler(dataCollector));
}
}
要使 通过服务器端通过NioDatagramChannel通道发送数据，客户端能够正常接收到数据，下图中标红的泛型通道类要与服务器端设置的通道类一致
二、发送数据
关键代码，采用writeAndFlush发送数据，注意：要发送udp数据报，
public class UdpServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler
/**设置最大消息大小*/
private static final int MAX_MESSAGE_SIZE = 2048;
/**线程池*/
private ExecutorService executorService;
private final DataCollector dataCollector;
public UdpServerHandler(DataCollector dataCollector) {
this.dataCollector = dataCollector;
//根据当前系统可用的处理器数量创建一个固定长度的线程池
executorService = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
}
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, DatagramPacket datagramPacket) throws Exception {
ByteBuf buffer = datagramPacket.content();
//确保不会超出最大消息大小
if(buffer.readableBytes() > MAX_MESSAGE_SIZE) {
buffer.release();
return;
}
UdpDatagram udpDatagram = parseUdpDatagram(buffer);
UdpDatagram respUdpDatagram = dataCollector.processUdpDatagram(udpDatagram);
if (null != respUdpDatagram) {
handleReceivedData(ctx, respUdpDatagram, datagramPacket);
}
}
/**
* 处理接收到的数据
* @param ctx
* @param udpDatagram
*/
public void handleReceivedData(ChannelHandlerContext ctx, UdpDatagram udpDatagram, DatagramPacket datagramPacket) throws ExecutionException, InterruptedException {
Channel channel = ctx.channel();
if (log.isInfoEnabled()) {
log.info("received udp message: sessionId: {}, opCode: {}, short messageId: {}",
ctx.channel().id(), udpDatagram.getMessageTypeEnum(), udpDatagram.getShortMessageId());
}
byte[] payloadBytes = udpDatagram.getPayloadBytes();
ByteBuf copiedBuffer = Unpooled.copiedBuffer(payloadBytes);
ChannelFuture channelFuture = channel.writeAndFlush(new DatagramPacket(copiedBuffer.retain(), datagramPacket.sender()));
channelFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
@Override
public void operationComplete(ChannelFuture channelFuture) throws Exception {
if (channelFuture.isSuccess()) {
// 数据发送成功
log.info("数据发送成功:sender host: {}, sender port:{}, sender address:{}",datagramPacket.sender().getHostName(),datagramPacket.sender().getPort(), datagramPacket.sender().getAddress());
} else {
// 数据发送失败
log.error("数据发送失败: {}",channelFuture.cause().getStackTrace());
channelFuture.cause().printStackTrace();
}
}
});
}
@Override
public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
dataCollector.tcpConnect(ctx.channel());
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
if (log.isWarnEnabled()) {
log.warn("udp session throw an exception, sessionId:{} exception message: {}",
ctx.channel().id().asLongText(), cause.getMessage());
}
}
//当客户端关闭链接时关闭通道
@Override
public void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
dataCollector.tcpChannelDisconnect(ctx.channel());
}
}
处理类继承SimpleChannelInboundHandler类泛型类为DatagramPacket
writeAndFlush方法中发送的数据类型要是DatagramPacket
三、netty中的ChannelOption常用参数说明
1、ChannelOption.SO_BACKLOG
ChannelOption.SO_BACKLOG对应的是tcp/ip协议listen函数中的backlog参数。函数listen(int socketfd, int backlog)用来初始化服务端可连接队列。
服务端处理客户端连接请求是顺序处理的，所以同一时间只能处理一个客户端连接，多个客户端来的时候，服务端将不能处理的客户端连接请求放在队列中等待处理，backlog参数指定了队列的大小。
2、ChannelOption.SO_REUSEADDR
ChanneOption.SO_REUSEADDR对应于套接字选项中的SO_REUSEADDR，这个参数表示允许重复使用本地地址和端口。
比如，某个服务器进程占用了TCP的80端口进行监听，此时再次监听该端口就会返回错误，使用该参数就可以解决问题，该参数允许共用该端口，这个在服务器程序中比较常使用。
比如某个进程非正常退出，该程序占用的端口可能要被占用一段时间才能允许其他进程使用，而且程序死掉以后，内核一需要一定的时间才能够释放此端口，不设置SO_REUSEADDR就无法正常使用该端口。
3、ChannelOption.SO_KEEPALIVE
Channeloption.SO_KEEPALIVE参数对应于套接字选项中的SO_KEEPALIVE，该参数用于设置TCP连接，当设置该选项以后，连接会测试链接的状态，这个选项用于可能长时间没有数据交流的连接。
当设置该选项以后，如果在两小时内没有数据的通信时，TCP会自动发送一个活动探测数据报文。
4、ChannelOption.SO_SNDBUF和ChannelOption.SO_RCVBUF
ChannelOption.SO_SNDBUF参数对应于套接字选项中的SO_SNDBUF，ChannelOption.SO_RCVBUF参数对应于套接字选项中的SO_RCVBUF这两个参数用于操作发送缓冲区大小和接受缓冲区大小。
接收缓冲区用于保存网络协议站内收到的数据，直到应用程序读取成功，发送缓冲区用于保存发送数据，直到发送成功。
5、ChannelOption.SO_LINGER
ChannelOption.SO_LINGER参数对应于套接字选项中的SO_LINGER，Linux内核默认的处理方式是当用户调用close（）方法的时候，函数返回，在可能的情况下，尽量发送数据，不一定保证会发送剩余的数据，造成了数据的不确定性，使用SO_LINGER可以阻塞close()的调用时间，直到数据完全发送。
6、ChannelOption.TCP_NODELAY
ChannelOption.TCP_NODELAY参数对应于套接字选项中的TCP_NODELAY,该参数的使用与Nagle算法有关。
Nagle算法是将小的数据包组装为更大的帧然后进行发送，而不是输入一次发送一次，因此在数据包不足的时候会等待其他数据的到来，组装成大的数据包进行发送，虽然该算法有效提高了网络的有效负载，但是却造成了延时。
而该参数的作用就是禁止使用Nagle算法，使用于小数据即时传输。和TCP_NODELAY相对应的是TCP_CORK，该选项是需要等到发送的数据量最大的时候，一次性发送数据，适用于文件传输。
ChannelOption属性
SO_BROADCAST对应套接字层的套接字：SO_BROADCAST，将消息发送到广播地址。 如果目标中指定的接口支持广播数据包，则启用此选项可让应用程序发送广播消息。SO_KEEPALIVE对应套接字层的套接字：SO_KEEPALIVE，保持连接。 在空闲套接字上发送探测，以验证套接字是否仍处于活动状态。SO_SNDBUF对应套接字层的套接字：SO_SNDBUF，设置发送缓冲区的大小。SO_RCVBUF对应套接字层的套接字：SO_RCVBUF，获取接收缓冲区的大小。SO_REUSEADDR对应套接字层的套接字：SO_REUSEADDR，本地地址复用。 启用此选项允许绑定已使用的本地地址。SO_LINGER对应套接字层的套接字：SO_LINGER，延迟关闭连接。 启用此选项，在调用close时如果存在未发送的数据时，在close期间将阻止调用应用程序，直到数据被传输或连接超时。SO_BACKLOG 对应TCP/IP协议中backlog参数，backlog即连接队列，设置TCP中的连接队列大小。如果队列满了，会发送一个ECONNREFUSED错误信息给C端，即“ Connection refused”。 SO_TIMEOUT等待客户连接的超时时间。IP_TOS对应套接字层的套接字：IP_TOS，在IP标头中设置服务类型（TOS）和优先级。IP_MULTICAST_ADDR对应IP层的套接字选项：IP_MULTICAST_IF，设置应发送多播数据报的传出接口。IP_MULTICAST_IF对应IP层的套接字选项：IP_MULTICAST_IF2，设置应发送多播数据报的IPV6传出接口。IP_MULTICAST_TTL对应IP层的套接字选项：IP_MULTICAST_TTL，在传出的 多播数据报的IP头中设置生存时间（TTL）。IP_MULTICAST_LOOP_DISABLED取消 指定应将 传出的多播数据报的副本 回传到发送主机，只要它是多播组的成员即可。TCP_NODELAY 对应TCP层的套接字选项：TCP_NODELAY，指定TCP是否遵循Nagle算法 决定何时发送数据。Nagle算法代表通过减少必须发送包的个数来增加网络软件系统的效率。即尽可能发送大块数据避免网络中充斥着大量的小数据块。如果要追求高实时性，需要设置关闭Nagle算法；如果需要追求减少网络交互次数，则设置开启Nagle算法。
ChannelOption通用配置
参数说明ALLOCATORByteBuf的分配器，默认值为ByteBufAllocator.DEFAULT。RCVBUF_ALLOCATOR 用于Channel分配接受Buffer的分配器，默认值为AdaptiveRecvByteBufAllocator.DEFAULT，是一个自适应的接受缓冲区分配器，能根据接受到的数据自动调节大小。可选值为FixedRecvByteBufAllocator，固定大小的接受缓冲区分配器。 MESSAGE_SIZE_ESTIMATOR 消息大小估算器，默认为DefaultMessageSizeEstimator.DEFAULT。估算ByteBuf、ByteBufHolder和FileRegion的大小，其中ByteBuf和ByteBufHolder为实际大小，FileRegion估算值为0。该值估算的字节数在计算水位时使用，FileRegion为0可知FileRegion不影响高低水位。 CONNECT_TIMEOUT_MILLIS连接超时毫秒数，默认值30000毫秒即30秒。WRITE_SPIN_COUNT一个Loop写操作执行的最大次数，默认值为16。也就是说，对于大数据量的写操作至多进行16次，如果16次仍没有全部写完数据，此时会提交一个新的写任务给EventLoop，任务将在下次调度继续执行。这样，其他的写请求才能被响应不会因为单个大数据量写请求而耽误。WRITE_BUFFER_WATER_MARKALLOW_HALF_CLOSURE一个连接的远端关闭时本地端是否关闭，默认值为False。值为False时，连接自动关闭；为True时，触发ChannelInboundHandler的userEventTriggered()方法，事件为ChannelInputShutdownEvent。AUTO_READ自动读取，默认值为True。Netty只在必要的时候才设置关心相应的I/O事件。对于读操作，需要调用channel.read()设置关心的I/O事件为OP_READ，这样若有数据到达才能读取以供用户处理。该值为True时，每次读操作完毕后会自动调用channel.read()，从而有数据到达便能读取；否则，需要用户手动调用channel.read()。需要注意的是：当调用config.setAutoRead(boolean)方法时，如果状态由false变为true，将会调用channel.read()方法读取数据；由true变为false，将调用config.autoReadCleared()方法终止数据读取。
参考链接
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