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NIO框架入门(一):服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示 [附件下载]
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1、前言


NIO框架的流行,使得开发大并发、高性能的互联网服务端成为可能。这其中最流行的无非就是MINA和Netty了,MINA目前的主要版本是MINA2、而Netty的主要版本是Netty3Netty4Netty5已经被取消开发了详见此文)。

本文将演示的是一个基于Netty4的UDP服务端和一个标准UDP客户端(Java实现)双向通信的完整例子。实际上,Netty4的UDP例子非常难找(恕我愚钝,找遍全网也没有有价值的代码,有也是Netty3,而Netty3和Netty4的风格差的不是一点点,参考意义不大),官方的代码演示里只有一个简单的UDP广播例子,不足以用于演示Netty4的UDP通信最佳实践。

重要说明:限于篇幅原因,文中所列代码并非完整,完整代码(Eclipse工程)请从文末 “11、完整源码工程下载” 处下载所有代码!

2、《NIO框架入门》系列文章


有关MINA和Netty的入门文章很多,但多数都是复制、粘贴的未经证实的来路不明内容,对于初次接触的人来说,一个可以运行且编码规范的Demo,显然要比各种“详解”、“深入分析”之类的要来的直接和有意义。本系列入门文章正是基于此种考虑而写,虽无精深内容,但至少希望对初次接触MINA、Netty的人有所启发,起到抛砖引玉的作用。

本文是《NIO框架入门》系列文章中的第1篇,目录如下:


3、本文亮点


  • Netty4的UDP例子太难找:
    Netty4的完整双向UDP通信例子很难找(官方没有),本文就是要用代码来演示这个;
  • 本例中客户端UDP实现无需第3方依赖:
    通常MINA或Netty的例子里,客户端也都是用的MINA或Netty的客户端lib,本文将直接使用标准UDP代码(便于跨平台实现,比如iOS平台),不依赖于第3方包;
  • 完整可执行源码、方便学习:
    完整的Demo源码,适合新手直接运行,便于学习和研究。
  • 生产环境下的进阶学习:
    如果您觉得本Demo过于浅显,您可继续研究 轻量级开源亚博电竞网框架MobileIMSDK,本文的Demo正是其极度简化版。

4、题外话


社区里经常在争论到底该用MINA还是Netty,比如这几篇文章:《开源NIO框架八卦——到底是先有MINA还是先有Netty?》、《有关“为何选择Netty”的11个疑问及解答》、《选Netty还是Mina:深入研究与对比(一)》,哈哈这确实挺难抉择的。不过,个人观点是,对那个熟悉就用哪个吧,没什么好纠结的,必竟二者并比本质区别,也都是出自同一作者之手。

写个什么样的Demo?


言归正传,本文要演示的Demo包含两部分,Java UDP客户端和Netty4 UDP服务端,客户端将每隔3秒向服务端发送一条消息,而服务端在收到消息后马上回复一条消息给客户端。

也就是说,服务端和客户端都要实现消息的发送和接收,这也就实现了双向通信。如果有心的话,稍加改造,也就很容易实现一个简陋的聊天程序了。下节将将给出真正的实现代码。

5、Netty4服务端准备工作


1第一步:下载Netty4


Netty4的官方网站是:http://netty.io/,直接下最新的Netty 4.1吧,如下图:

NIO框架入门(一):服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示 [附件下载]_QQ20160615-0.png

2第二步:找到Netty4的核心库文件


直接用这个all in one的jar包吧,反正用在服务端,2M大小的东西无所谓,方便管理,见下图:

NIO框架入门(一):服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示 [附件下载]_QQ20160615-1.png

3第三步:建好Java工程准备准备开撸


我个人习惯用Eclipse,你用NetBeans或InteliJ也都没问题,具体建立过程不熟练的衣自行百度吧,唯一注意的是把Netty4的lib包引用进来就行了,我的见下图:

NIO框架入门(一):服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示 [附件下载]_QQ20160615-2.png

6、服务端代码


1服务端主类 EchoServer.java


public class EchoServer
{
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException
        {
                Bootstrap b = new Bootstrap();
                EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
                b.group(group)
                        .channel(NioDatagramChannel.class)
                        .handler(new EchoSeverHandler());
                
                // 服务端监听在9999端口
                b.bind(9999).sync().channel().closeFuture().await();
        }
}

如上述代码所示:不得不说,Netty4的UDP服务端代码实现起来确实很简单,一个 Bootstrap、一个 EventLoopGroup、外加一个 SimpleChannelInboundHandler,就这么被Netty4轻松搞定(准确地说Netty4是在Java NIO上的封装而已,但最终API对开发者来说确实很友好)。

吐个槽:话说Netty4的代码跟MINA相比,风格确实大不相同,虽说两者有很深的源源,但经过Netty3、Netty4的进化,两者的差异(至少代码看起来是这样)还是很明显的。另外,b.bind(9999).sync().channel().closeFuture().await() 这一大串的连续方法调用,看起来很诡异,不小心调错的话,服务器会不会爆炸?

2服务端Handler类 EchoSeverHandler


public class EchoSeverHandler extends SimpleChannelInboundHandler 
{
        @Override
        protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, DatagramPacket packet)
                        throws Exception
        {
                // 读取收到的数据
                ByteBuf buf = (ByteBuf) packet.copy().content();
                byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];
                buf.readBytes(req);
                String body = new String(req, CharsetUtil.UTF_8);
                System.out.println("【NOTE】>>>>>> 收到客户端的数据:"+body); 
                
                // 回复一条信息给客户端
                ctx.writeAndFlush(new DatagramPacket(
                Unpooled.copiedBuffer("Hello,我是Server,我的时间戳是"+System.currentTimeMillis()
                                , CharsetUtil.UTF_8)
                                , packet.sender())).sync();
        }
}

如上所示,这个Handler看起来比MINA的类似实现,要简洁不少。

7、客户端代码


为了让客户端代码看起来更简洁,我把Socket管理代码提炼到 LocalUDPSocketProvider类、把UDP数据监听和接收提炼到了 LocalUDPDataReciever类(实际上这两个同名类是简化自MobileIMSDK工程哦)。

1客户端主类 EchoClient.java

public class EchoClient
{
        public static void main(String[] args) throws Exception
        {
                // 初始化本地UDP的Socket
                LocalUDPSocketProvider.getInstance().initSocket();
                // 启动本地UDP监听(接收数据用的)
                LocalUDPDataReciever.getInstance().startup();
                
                // 循环发送数据给服务端
                while(true)
                {
                        // 要发送的数据
                        String toServer = "Hi,我是客户端,我的时间戳"+System.currentTimeMillis();
                        byte[] soServerBytes = toServer.getBytes("UTF-8");
                        
                        // 开始发送
                        boolean ok = UDPUtils.send(soServerBytes, soServerBytes.length);
                        if(ok)
                                Log.d("EchoClient", "发往服务端的信息已送出.");
                        else
                                Log.e("EchoClient", "发往服务端的信息没有成功发出!!!");
                        
                        // 3000秒后进入下一次循环
                        Thread.sleep(3000);
                }
        }
}

补充说明:客户端代码没有使用任何依赖,纯Java UDP代码实现(如果是Andriod平台,代码也几乎不用改就能用),部分代码修改自 开源亚博电竞网框架 MobileIMSDK(去掉了很多保证健壮性代码,现在看起来要简洁的多,便于初学者学习)。

2Socket操作类 LocalUDPSocketProvider.java

public class LocalUDPSocketProvider
{
        private static final String TAG = LocalUDPSocketProvider.class.getSimpleName();
        private static LocalUDPSocketProvider instance = null;
        private DatagramSocket localUDPSocket = null;

        public static LocalUDPSocketProvider getInstance()
        {
                if (instance == null)
                        instance = new LocalUDPSocketProvider();
                return instance;
        }
        
        public void initSocket()
        {
                try
                {
                        // UDP本地监听端口(如果为0将表示由系统分配,否则使用指定端口)
                        this.localUDPSocket = new DatagramSocket(ConfigEntity.localUDPPort);
                        // 调用connect之后,每次send时DatagramPacket就不需要设计目标主机的ip和port了
                        // * 注意:connect方法一定要在DatagramSocket.receive()方法之前调用,
                        // * 不然整send数据将会被错误地阻塞。这或许是官方API的bug,也或许是调
                        // * 用规范就应该这样,但没有找到官方明确的说明
                        this.localUDPSocket.connect(
                                        InetAddress.getByName(ConfigEntity.serverIP), ConfigEntity.serverUDPPort);
                        this.localUDPSocket.setReuseAddress(true);
                        Log.d(TAG, "new DatagramSocket()已成功完成.");
                }
                catch (Exception e)
                {
                        Log.w(TAG, "localUDPSocket创建时出错,原因是:" + e.getMessage(), e);
                }
        }

        public DatagramSocket getLocalUDPSocket()
        {
                return this.localUDPSocket;
        }
}

3数据接收类 LocalUDPDataReciever.java

public class LocalUDPDataReciever
{
        private static final String TAG = LocalUDPDataReciever.class.getSimpleName();
        private static LocalUDPDataReciever instance = null;
        private Thread thread = null;

        public static LocalUDPDataReciever getInstance()
        {
                if (instance == null)
                        instance = new LocalUDPDataReciever();
                return instance;
        }

        public void startup()
        {
                this.thread = new Thread(new Runnable()
                {
                        public void run()
                        {
                                try
                                {
                                        Log.d(LocalUDPDataReciever.TAG, "本地UDP端口侦听中,端口=" + ConfigEntity.localUDPPort + "...");

                                        //开始侦听
                                        LocalUDPDataReciever.this.udpListeningImpl();
                                }
                                catch (Exception eee)
                                {
                                        Log.w(LocalUDPDataReciever.TAG, "本地UDP监听停止了(socket被关闭了?)," + eee.getMessage(), eee);
                                }
                        }
                });
                this.thread.start();
        }

        private void udpListeningImpl() throws Exception
        {
                while (true)
                {
                        byte[] data = new byte[1024];
                        // 接收数据报的包
                        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length);

                        DatagramSocket localUDPSocket = LocalUDPSocketProvider.getInstance().getLocalUDPSocket();
                        if ((localUDPSocket == null) || (localUDPSocket.isClosed()))
                                continue;
                        
                        // 阻塞直到收到数据
                        localUDPSocket.receive(packet);
                        
                        // 解析服务端发过来的数据
                        String pFromServer = new String(packet.getData(), 0 , packet.getLength(), "UTF-8");
                        Log.w(LocalUDPDataReciever.TAG, "【NOTE】>>>>>> 收到服务端的消息:"+pFromServer);
                }
        }
}

8、运行效果


客户端运行结果:
NIO框架入门(一):服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示 [附件下载]_QQ20160615-3.png

服务端运行结果:
NIO框架入门(一):服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示 [附件下载]_QQ20160615-4.png

9、补充说明


客户端代码没什么特别,就是标准的Java UDP代码,看起来跟其它例子不一样的原因只是我把它提炼了一下,没本质区别。同样的代码改改也可以很好的用在Android端。实际上,上面的客户端代码就是从开源 MobileIMSDK 的Java端扒出来的,有兴趣的也可以看看它的Android端Server端iOS端,简化一下可以用作你自已的各种用途。

10、更多学习资源


[1] MINA和Netty的源码在线学习和查阅:
MINA-2.x地址是:http://docs.52im.net/extend/docs/src/mina2/
MINA-1.x地址是:http://docs.52im.net/extend/docs/src/mina1/
Netty-4.x地址是:http://docs.52im.net/extend/docs/src/netty4/
Netty-3.x地址是:http://docs.52im.net/extend/docs/src/netty3/

[2] MINA和Netty的API文档在线查阅:
MINA-2.x API文档(在线版):http://docs.52im.net/extend/docs/api/mina2/
MINA-1.x API文档(在线版):http://docs.52im.net/extend/docs/api/mina1/
Netty-4.x API文档(在线版):http://docs.52im.net/extend/docs/api/netty4/
Netty-3.x API文档(在线版):http://docs.52im.net/extend/docs/api/netty3/

[3] 更多有关NIO编程的资料:
请进入精华资料专辑:http://www.52im.net/forum.php?mod=collection&action=view&ctid=9

[4] 有关IM聊天应用、消息推送技术的资料:
请进入精华资料专辑:http://www.52im.net/forum.php?mod=collection&op=all

[5] 技术交流和学习:
可直接进入 亚博电竞网开发者社区 讨论和学习网络编程、IM聊天应用、消息推送应用的开发。

11、完整源码工程下载


客户端_echo_client_udp.rar (16.08 KB , 下载次数: 733 , 售价: 2 金币)
服务端_netty4_echo_server_udp.rar (2.87 MB , 下载次数: 13471 , 售价: 2 金币)

附录1:全站精品资源下载


[1] 精品源码下载:
轻量级亚博电竞网框架MobileIMSDK的iOS源码(开源版)[附件下载]
开源IM工程“蘑菇街TeamTalk”2015年5月前未删减版完整代码 [附件下载]
微信本地数据库破解版(含iOS、Android),仅供学习研究 [附件下载]
NIO框架入门(四):Android与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战 [附件下载]
NIO框架入门(三):iOS与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战 [附件下载]
NIO框架入门(二):服务端基于MINA2的UDP双向通信Demo演示 [附件下载]
NIO框架入门(一):服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示 [附件下载]
用于IM中图片压缩的Android工具类源码,效果可媲美微信 [附件下载]
高仿Android版手机QQ可拖拽未读数小气泡源码 [附件下载]
一个WebSocket实时聊天室Demo:基于node.js+socket.io [附件下载]
Android聊天界面源码:实现了聊天气泡、表情图标(可翻页) [附件下载]
高仿Android版手机QQ首页侧滑菜单源码 [附件下载]
开源libco库:单机千万连接、支撑微信8亿用户的后台框架基石 [源码下载]
分享java AMR音频文件合并源码,全网最全
微信团队原创Android资源混淆工具:AndResGuard [有源码]
一个基于MQTT通信协议的完整Android推送Demo [附件下载]
Android版高仿微信聊天界面源码 [附件下载]

[2] 精品文档和工具下载:
计算机网络通讯协议关系图(中文珍藏版)[附件下载]
史上最全亚博电竞网软件简史(精编大图版)[附件下载]
基于RTMP协议的流媒体技术的原理与应用(技术论文)[附件下载]
独家发布《TCP/IP详解 卷1:协议》CHM版 [附件下载]
良心分享:WebRTC 零基础开发者教程(中文)[附件下载]
MQTT协议手册(中文翻译版)[附件下载]
经典书籍《UNIX网络编程》最全下载(卷1+卷2、中文版+英文版)[附件下载]
音视频开发理论入门书籍之《视频技术手册(第5版)》[附件下载]
国际电联H.264视频编码标准官方技术手册(中文版)[附件下载]
Apache MINA2.0 开发指南(中文版)[附件下载]
网络通讯数据抓包和分析工具 Wireshark 使用教程(中文) [附件下载]
最新收集NAT穿越(p2p打洞)免费STUN服务器列表 [附件下载]
高性能网络编程经典:《The C10K problem(英文)》[附件下载]
亚博电竞网系统的原理、技术和应用(技术论文)[附件下载]
技术论文:微信对网络影响的技术试验及分析[附件下载]
华为内部3G网络资料: WCDMA系统原理培训手册[附件下载]
网络测试:Android版多路ping命令工具EnterprisePing[附件下载]
Android反编译利器APKDB:没有美工的日子里继续坚强的撸
一款用于P2P开发的NAT类型检测工具 [附件下载]
两款增强型Ping工具:持续统计、图形化展式网络状况 [附件下载]

[3] 精选视频、演讲PPT下载:
QQ空间移动端10亿级视频播放技术优化揭秘(视频+PPT)[附件下载]
RTC实时互联网2017年度大会精选演讲PPT [附件下载]
微信分享开源IM网络层组件库Mars的技术实现(视频+PPT)[附件下载]
微服务理念在微信海量用户后台架构中的实践(视频+PPT)[附件下载]
移动端IM开发和构建中的技术难点实践分享(视频+PPT)[附件下载]
网易云信的高品质亚博电竞网技术实践之路(视频+PPT)[附件下载]
腾讯音视频实验室:直面音视频质量评估之痛(视频+PPT)[附件下载]
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Netty的架构剖析及应用案例介绍(视频+PPT)[附件下载]
声网架构师谈实时音视频云的实现难点(视频采访)
滴滴打车架构演变及应用实践(PPT讲稿)[附件下载]
微信海量用户背后的后台系统存储架构(视频+PPT)[附件下载]
在线音视频直播室服务端架构最佳实践(视频+PPT)[附件下载]
从0到1:万人在线的实时音视频直播技术实践分享(视频+PPT)[附件下载]
微信移动端应对弱网络情况的探索和实践PPT[附件下载]
Android版微信从300KB到30MB的技术演进(PPT讲稿)[附件下载]

附录2:全站亚博电竞网技术资料分类


[1] 网络编程基础资料:
TCP/IP详解 - 第11章·UDP:用户数据报协议
TCP/IP详解 - 第17章·TCP:传输控制协议
TCP/IP详解 - 第18章·TCP连接的建立与终止
TCP/IP详解 - 第21章·TCP的超时与重传
技术往事:改变世界的TCP/IP协议(珍贵多图、手机慎点)
通俗易懂-深入理解TCP协议(上):理论基础
通俗易懂-深入理解TCP协议(下):RTT、滑动窗口、拥塞处理
理论经典:TCP协议的3次握手与4次挥手过程详解
理论联系实际:Wireshark抓包分析TCP 3次握手、4次挥手过程
计算机网络通讯协议关系图(中文珍藏版)
UDP中一个包的大小最大能多大?
P2P技术详解(一):NAT详解——详细原理、P2P简介
P2P技术详解(二):P2P中的NAT穿越(打洞)方案详解
P2P技术详解(三):P2P技术之STUN、TURN、ICE详解
通俗易懂:快速理解P2P技术中的NAT穿透原理
高性能网络编程(一):单台服务器并发TCP连接数到底可以有多少
高性能网络编程(二):上一个10年,着名的C10K并发连接问题
高性能网络编程(三):下一个10年,是时候考虑C10M并发问题了
高性能网络编程(四):从C10K到C10M高性能网络应用的理论探索
不为人知的网络编程(一):浅析TCP协议中的疑难杂症(上篇)
不为人知的网络编程(二):浅析TCP协议中的疑难杂症(下篇)
不为人知的网络编程(三):关闭TCP连接时为什么会TIME_WAIT、CLOSE_WAIT
不为人知的网络编程(四):深入研究分析TCP的异常关闭
不为人知的网络编程(五):UDP的连接性和负载均衡
不为人知的网络编程(六):深入地理解UDP协议并用好它
网络编程懒人入门(一):快速理解网络通信协议(上篇)
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Netty干货分享:京东京麦的生产级TCP网关技术实践总结
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[2] NIO异步网络编程资料:
Java新一代网络编程模型AIO原理及Linux系统AIO介绍
有关“为何选择Netty”的11个疑问及解答
开源NIO框架八卦——到底是先有MINA还是先有Netty?
选Netty还是Mina:深入研究与对比(一)
选Netty还是Mina:深入研究与对比(二)
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Netty 4.x学习(一):ByteBuf详解
Netty 4.x学习(二):Channel和Pipeline详解
Netty 4.x学习(三):线程模型详解
Apache Mina框架高级篇(一):IoFilter详解
Apache Mina框架高级篇(二):IoHandler详解
MINA2 线程原理总结(含简单测试实例)
Apache MINA2.0 开发指南(中文版)[附件下载]
MINA、Netty的源代码(在线阅读版)已整理发布
解决MINA数据传输中TCP的粘包、缺包问题(有源码)
解决Mina中多个同类型Filter实例共存的问题
实践总结:Netty3.x升级Netty4.x遇到的那些坑(线程篇)
实践总结:Netty3.x VS Netty4.x的线程模型
详解Netty的安全性:原理介绍、代码演示(上篇)
详解Netty的安全性:原理介绍、代码演示(下篇)
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Twitter:如何使用Netty 4来减少JVM的GC开销(译文)
绝对干货:基于Netty实现海量接入的推送服务技术要点
Netty干货分享:京东京麦的生产级TCP网关技术实践总结
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[3] 有关IM/推送的通信格式、协议的选择:
简述传输层协议TCP和UDP的区别
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移动端亚博电竞网协议选择:UDP还是TCP?
如何选择亚博电竞网应用的数据传输格式
强列建议将Protobuf作为你的亚博电竞网应用数据传输格式
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[4] 有关IM/推送的心跳保活处理:
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Android进程保活详解:一篇文章解决你的所有疑问
Android端消息推送总结:实现原理、心跳保活、遇到的问题等
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[5] 有关WEB端亚博电竞网开发:
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[6] 有关IM架构设计:
浅谈IM系统的架构设计
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移动端IM中大规模群消息的推送如何保证效率、实时性?
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[7] 有关IM安全的文章:
亚博电竞网安全篇(一):正确地理解和使用Android端加密算法
亚博电竞网安全篇(二):探讨组合加密算法在IM中的应用
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亚博电竞网安全篇(五):对称加密技术在Android平台上的应用实践
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传输层安全协议SSL/TLS的Java平台实现简介和Demo演示
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[8] 有关实时音视频开发:
专访微信视频技术负责人:微信实时视频聊天技术的演进
亚博电竞网音视频开发(一):视频编解码之理论概述
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标签:UDP Netty

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评论 84
新手福音,感谢分享!
签名: 该会员没有填写今日想说内容.
版主666666
非常棒 ,学习了
引用:singleton 发表于 2016-06-15 14:16
非常棒 ,学习了

签名: 《适合新手:从零开发一个IM服务端(基于Netty,有完整源码)》:http://www.52im.net/thread-2768-1-1.html
多点这种入门的文章挺好,代码一定要能运行且最好能演示最佳实践,这样对初学者就大有裨益。
签名: 国庆长假还没有缓过来,请让我静一静,产品狗死远点...
提示: 该帖被管理员或版主屏蔽
非常好,收藏
可以的??下载来看看
太好了正要学习这个!!
注册就为支持院长
签名: 该会员没有填写今日想说内容.
引用:木子凤 发表于 2016-08-04 17:16
注册就为支持院长

签名: 《适合新手:从零开发一个IM服务端(基于Netty,有完整源码)》:http://www.52im.net/thread-2768-1-1.html
感谢分享!确实对新手很有用!
感谢分享,学习了。
签名: ,,,,,
怎么下载不了呢??
引用:haoyanjun21 发表于 2016-09-10 17:11
怎么下载不了呢??

可以下载
签名: 《适合新手:从零开发一个IM服务端(基于Netty,有完整源码)》:http://www.52im.net/thread-2768-1-1.html
非常棒 ,学习了
感谢分享,学习了。
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感谢分享,学习了。
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谢谢
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