Netty读书笔记：基于Netty-UDP的消息广播与监控

作者: 卡门001 | 来源:发表于2020-09-13 20:02 被阅读0次

概念

连接传输（如TCP）管理了两个端点之间的连接的建立，在连接的生命周期内的有序和可靠的消息传输及有序的终止
UDP属于无连接协议，并无持久化连接的概念，每个消息(一个UDP数据报)都是一个单独的传输单元
UDP也无TCP的纠错机制，每个节点都将确认他们所接收到的包，而没有被确认的包将会被发送方重新传输
有局限，但UDP高速于TCP；适用于那些能够处理或容忍消息丢失的应用程序（金融类的交易一定是不合适的)
单播：发送消息给一个由唯一地址所标识的单一的网络目的地，面向连接的协议和无连接协议都支持
多播: 传输到一个预定的主机组
广播: 传到网络（或子网）上所有的主机
发布与订阅：类似于syslog的应有程序将被归类为发布与订阅（一个生产者，多个接收者订阅消息）

netty中UDP广播相关接口与实现类

interface AddressedEnvelope<M,A extends SocketAddress>：定义一个消息，其包装了另一个消息并带有发送者和接收者地址。其中M是消息类型；A是地址类型。
class DefaultAddressEnvelope<M,A extends SocketAddress> implements AddressedEnvelope<M,A>：提供了AddressedEnvelope默认实现
interface DatagramChannel extends Channel: 扩展了Netty的Channel抽象以支持UDP的多播组管理
class NioDatagramChannel extends AbstractNioMessageChannel: 定义一个能发送或接收AddressedEnvelope消息的Channel类型
class DatagramPacket extends DefaultAddressEnvelope<ByteBuf,InetSocketAddress> implements ByteBufHolder
- 扩展了DefaultAddressEnvelope以使用ByteBuf作为消息数据容器
- DatagramPacket是一个简单的消息容器，DatagramChannel实现用它来和远程节点通信

实例

功能描述

广播端：读取一个文件，将文件中的每一行当成一个消息广播到指定端口(注：该程序无身份认证、验证或加密，请读者自行添加）
接收端：接收并处理消息

ChannelPipeline事件流

1、本地: ChannelPipeline处理流程
LogEvent -> LogEventEncoder -> DataGramPacket)
2、广播多个远程节点：远程节点1，远程节点2，远程节点3..

代码

服务端

LogEvent -- 定义消息组件

public final class LogEvent {

    public static final byte SEPARATOR=(byte)':';
    private final InetSocketAddress source;
    private final String logfile;
    private final String msg;
    private final long received;

    public LogEvent(String logfile, String msg ){
      this(null,logfile,msg,-1);
    }

    public LogEvent(InetSocketAddress source, String logfile, String msg, long received) {
        this.source = source;
        this.logfile = logfile;
        this.msg = msg;
        this.received = received;
    }

    public InetSocketAddress getSource() {
        return source;
    }

    public String getLogfile() {
        return logfile;
    }

    public String getMsg() {
        return msg;
    }

      public long getReceivedTimestamp(){
            return received;
      }
}

LogEventEncoder - 消息封装

/**
 * LogEvent的编解码器
 * 在将logevent转为DataGramPackage之前必须先进行编码
 */
public class LogEventEncoder extends MessageToMessageEncoder<LogEvent> {
    private final InetSocketAddress remoteAddress;

    /**
     * 创建即将被发送到指定的InetSocketAddress的DatagramPacket的消息
     * @param remoteAddress
     */
    public LogEventEncoder(InetSocketAddress remoteAddress) {
        this.remoteAddress = remoteAddress;
    }


    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, LogEvent logEvent, List<Object> out) throws Exception {
        byte[] file = logEvent.getLogfile().getBytes(CharsetUtil.UTF_8);
        byte[] msg = logEvent.getMsg().getBytes(CharsetUtil.UTF_8);

        ByteBuf buf = ctx.alloc().buffer(file.length+msg.length+1);
        buf.writeBytes(file); //将文件写入到ByteBuf中
        buf.writeByte(LogEvent.SEPARATOR); //添加一个SEPARATOR
        buf.writeBytes(msg); //将日志消息写入到ByteBuf中

        //将一个拥有数据和目的地的新DatagramPacket添加到出站消息列表中
        out.add(new DatagramPacket(buf,remoteAddress));
    }
}

LogEventBroadcaster -- 启动类


public class LogEventBroadcaster {
    private final EventLoopGroup group;
    private final Bootstrap bootstrap;
    private final File file;


    public LogEventBroadcaster(InetSocketAddress address, File file) {
        this.group = new NioEventLoopGroup();
        this.file = file;
        this.bootstrap = new Bootstrap();
        bootstrap.group(group)
            .channel(NioDatagramChannel.class)
            .option(ChannelOption.SO_BROADCAST,true) //设置SO_BROADCAST套接字选项
            .handler(new LogEventEncoder(address));
    }

    public void run() throws Exception{
        Channel ch = bootstrap.bind(0).sync().channel();
        long pointer = 0;
        for(;;){
            //启动主动循环
            long len = file.length();
            if (len<pointer){
                pointer = len; //将文件指针设置到该文件的最后一个字节
            }else if(len>pointer){
                RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file,"r");
                raf.seek(pointer); //设置当前的文件指针，以确保没有任何旧日志被发送

                String line;
                while((line=raf.readLine())!=null){
                    ch.writeAndFlush(new LogEvent(null,file.getAbsolutePath(),line,-1));
                }
                pointer = raf.getFilePointer();
                raf.close();
            }
            try{
                Thread.sleep(1000); //1秒
            }catch (Exception e){
                //休眠1秒被中断，则退出循环，否则重新处理它
                Thread.interrupted();
                break;
            }
        }
    }


    public void stop(){
        group.shutdownGracefully();
    }

    /**
     * 第1个参数为端口
     * 第2个参数文件路径
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        if (args.length!=2){
            throw new IllegalArgumentException("请输入2个参数");
        }

        LogEventBroadcaster broadcaster = new LogEventBroadcaster(
                new InetSocketAddress("255.255.255.255",Integer.parseInt(args[0]))
                ,new File(args[1]));
        try{
            broadcaster.run();
        }finally {
            broadcaster.stop();
        }
    }

}

客户端-监控端

ClientLogEventEncoder - LogEvent的编解码器


/**
 * LogEvent的编解码器
 * 在将logevent转为DataGramPackage之前必须先进行编码
 */
public class ClientLogEventEncoder extends MessageToMessageDecoder<DatagramPacket> {
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, DatagramPacket packet, List<Object> out) throws Exception {
        ByteBuf data = packet.content();
        int idx = data.indexOf(0,data.readableBytes(),LogEvent.SEPARATOR);
        String filename = data.slice(0,idx).toString(CharsetUtil.UTF_8); //提取文件名
        String logMsg = data.slice(idx+1,data.readableBytes()).toString(CharsetUtil.UTF_8);
        LogEvent event = new LogEvent(packet.sender()
            ,filename,logMsg,System.currentTimeMillis()
        );
        out.add(event);
    }
}

ClientLogEventHandler - 消息处理


public class ClientLogEventHandler extends SimpleChannelInboundHandler<LogEvent> {

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, LogEvent event) throws Exception {
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        builder.append(event.getReceivedTimestamp());
        builder.append("[");
        builder.append(event.getSource());
        builder.append("][");
        builder.append(event.getLogfile());
        builder.append("]");
        builder.append(event.getMsg());
        System.out.println(builder.toString()); //打印logEvent的数据
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }

}

LogEventMonitor -- 启动程序


public class LogEventMonitor {
    private final EventLoopGroup group;
    private final Bootstrap bootstrap;

    public LogEventMonitor(InetSocketAddress address){
        group = new NioEventLoopGroup();
        bootstrap = new Bootstrap();
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioDatagramChannel.class)
                .option(ChannelOption.SO_BROADCAST,true) //设置套接字SO_BROADCAST
                .handler(new ChannelInitializer<Channel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
                        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                        pipeline.addLast(new ClientLogEventEncoder());
                        pipeline.addLast(new ClientLogEventHandler());
                    }
                })
                .localAddress(address);
    }

    public Channel bind(){
        //绑定channel
        //DatagramChannel无连接
        return bootstrap.bind().syncUninterruptibly().channel();
    }

    public void stop(){
        group.shutdownGracefully();
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        if (args.length!=1){
            throw  new IllegalArgumentException("Usage: LogEventMonitor");
        }

        LogEventMonitor monitor = new LogEventMonitor(
                new InetSocketAddress(Integer.parseInt(args[0]))
        );
        try{
            Channel channel = monitor.bind();
            System.out.println("LogEventMonitor running");
            channel.closeFuture().sync(); //阻塞等待服务端监听端口关闭。
        }finally {
            monitor.stop();
        }
    }
}

Netty读书笔记：基于Netty-UDP的消息广播与监控

目录

概念

netty中UDP广播相关接口与实现类

实例

功能描述

代码

服务端

LogEvent -- 定义消息组件

LogEventEncoder - 消息封装

LogEventBroadcaster -- 启动类

客户端-监控端

ClientLogEventEncoder - LogEvent的编解码器

ClientLogEventHandler - 消息处理

LogEventMonitor -- 启动程序

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