面试题：网络编程之Reactor在Netty高级特性实现

Reactor模式与ChannelHandler机制协同工作原理

Reactor模式基础：
- Netty基于Reactor模式构建。Reactor模式中，有一个或多个Reactor线程负责监听网络事件（如连接建立、读、写事件等）。在Netty中，NioEventLoop就是Reactor线程的具体实现，它管理着一个Selector，用于监听各种网络事件。
ChannelHandler机制：
- ChannelHandler是Netty处理业务逻辑的核心组件，分为入站处理器（InboundHandler）和出站处理器（OutboundHandler）。入站处理器处理从网络读取的数据，出站处理器处理要发送到网络的数据。
协同工作流程：
- 事件监听与分发：
  - Reactor线程（NioEventLoop）通过Selector监听网络事件。当有事件发生时，例如有新连接接入（对应OP_ACCEPT事件），NioEventLoop会将该事件分发给对应的Channel。
  - 每个Channel都关联着一个ChannelPipeline，ChannelPipeline持有一系列ChannelHandler。
- 入站处理流程：
  - 以读事件为例，当有数据可读（OP_READ事件），NioEventLoop从对应的Channel读取数据后，会将数据封装成入站事件，然后从ChannelPipeline的头开始，依次传递给每个入站ChannelHandler进行处理。比如，假设ChannelPipeline中有一个自定义的MyInboundHandler，数据会先到达MyInboundHandler的channelRead方法，在这个方法中可以进行业务逻辑处理，如数据解码、业务逻辑计算等。
- 出站处理流程：
  - 当需要向网络发送数据时，例如调用channel.writeAndFlush()方法，数据会从ChannelPipeline的尾开始，依次经过每个出站ChannelHandler的处理，最后由最前面的出站Handler将数据写入到对应的Channel并发送出去。例如，假设有一个MyOutboundHandler，数据会先经过它的write方法，在这里可以进行数据编码等操作。

举例说明

场景：实现一个简单的Netty服务器，接收客户端发送的字符串，将其转为大写后回显给客户端。
代码实现：
- 自定义入站处理器：

import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;

public class MyInboundHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
        // 将接收到的字符串转为大写
        String upperCaseMsg = msg.toUpperCase();
        // 将处理后的消息写出
        ctx.writeAndFlush(upperCaseMsg);
    }
}

服务器启动代码：

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;

public class NettyServer {
    public static void main(String[] args) {
        NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            b.group(bossGroup, workerGroup)
                  .channel(NioServerSocketChannel.class)
                  .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                            // 添加自定义入站处理器
                            pipeline.addLast(new MyInboundHandler());
                        }
                    });
            ChannelFuture f = b.bind(8888).sync();
            f.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

交互流程分析：
- 入站阶段：
  - Reactor线程（NioEventLoop）监听OP_READ事件，当客户端发送数据时，事件触发，NioEventLoop读取数据并封装成入站事件。
  - 入站事件沿着ChannelPipeline传递，到达MyInboundHandler的channelRead0方法，在这个方法中进行字符串转大写的业务逻辑处理。
- 出站阶段：
  - MyInboundHandler处理完业务逻辑后，调用ctx.writeAndFlush(upperCaseMsg)，数据从ChannelPipeline的尾开始，由于这里没有出站处理器，直接由最前面的出站Handler将数据写入Channel并发送给客户端。

通过上述方式，Reactor模式负责高效的网络事件监听和分发，ChannelHandler机制负责具体业务逻辑的处理，二者协同工作完成复杂的网络业务逻辑处理。

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面试题：网络编程之Reactor在Netty高级特性实现

知识考点

面试题答案

Reactor模式与ChannelHandler机制协同工作原理

举例说明