Netty学习指北06
心跳机制常见于长连接场景中.例如在TCP长连接中,客户端和服务端之间定期发送的一种特殊的数据包,
通知对方自己还在线,以确保TCP的有效性.
心跳机制的原理
网络是不可靠的,在TCP保持长连接的过程中,由于某些突发状况,例如网线被拔,突然停电,运营商瘫痪等,
会造成服务器和客户端连接中断,在这些突发状况下,如果客户端和服务端恰好没有交互,那么它们是不能在短时间内发现对方已经掉线的.
为了解决这个问题就需要引入心跳机制.
心跳机制的工作原理 :
在服务器和客户端之间一定时间没有数据交互时,即处于idle状态,客户端或服务器会发送一个特殊的数据包给对方,当接收方收到这个数据报文后,也立刻发送一个特殊的数据报文,即一个PING-PONG的交互.当某一端收到心跳消息后,就知道了对方仍然在线,这就确保了TCP连接的有效性.
心跳机制的实现
我们可以通过两种方式实现心跳机制:
- 使用
TCP协议层面的keepalive机制. - 在应用层上实现自定义的心跳机制.
虽然在 TCP 协议层面上, 提供了 keepalive 保活机制, 但是使用它有几个缺点:
- 它不是
TCP的标准协议, 并且是默认关闭的. TCP keepalive机制依赖于操作系统的实现, 默认的keepalive心跳时间是 两个小时, 并且对keepalive的修改需要系统调用(或者修改系统配置), 灵活性不够.TCP keepalive与TCP协议绑定, 因此如果需要更换为UDP协议时,keepalive机制就失效了.
虽然使用 TCP 层面的 keepalive 机制比自定义的应用层心跳机制节省流量, 但是基于上面的几点缺点, 一般的实践中, 人们大多数都是选择在应用层上实现自定义的心跳.
Netty与心跳机制
Netty中预设了对于心跳机制的实现->IdleStateHandler.
// IdleStateHandler的构造方法
public IdleStateHandler(int readerIdleTimeSeconds, int writerIdleTimeSeconds, int allIdleTimeSeconds) {
this((long)readerIdleTimeSeconds, (long)writerIdleTimeSeconds, (long)allIdleTimeSeconds, TimeUnit.SECONDS);
}
实例化一个 IdleStateHandler 需要提供三个参数:
readerIdleTimeSeconds, 读超时. 即当在指定的时间间隔内没有从 Channel 读取到数据时, 会触发一个 READER_IDLE 的 IdleStateEvent 事件.writerIdleTimeSeconds, 写超时. 即当在指定的时间间隔内没有数据写入到 Channel 时, 会触发一个 WRITER_IDLE 的 IdleStateEvent 事件.allIdleTimeSeconds, 读/写超时. 即当在指定的时间间隔内没有读或写操作时, 会触发一个 ALL_IDLE 的 IdleStateEvent 事件.
当触发了channel的idle状态后,会执行我们实现的ChannelInboundHandler中重写的userEventTriggered方法.
可以在该方法中执行释放资源,关闭连接等操作.可以有效清理无效连接,维护服务内连接的有效性.
public class EchoClientHandle extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {
private final static Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(EchoClientHandle.class);
@Override
public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
if (evt instanceof IdleStateEvent){
IdleStateEvent idleStateEvent = (IdleStateEvent) evt ;
if (idleStateEvent.state() == IdleState.WRITER_IDLE){
LOGGER.info("已经 10 秒没有发送信息！");
//向服务端发送消息
CustomProtocol heartBeat = SpringBeanFactory.getBean("heartBeat", CustomProtocol.class);
ctx.writeAndFlush(heartBeat).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE_ON_FAILURE) ;
}
}
super.userEventTriggered(ctx, evt);
}
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, ByteBuf in) throws Exception {
//从服务端收到消息时被调用
LOGGER.info("客户端收到消息={}",in.toString(CharsetUtil.UTF_8)) ;
}
}
Reference
- Netty实战
- netty.io
- Netty 4.x User Guide
- Netty用户指南
- Netty(一) SpringBoot 整合长连接心跳机制
- 浅析 Netty 实现心跳机制与断线重连
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