2022年netty开发文档-详细设计.pdf

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1、项目名称：基于netty的网络通信项目开发级别 | ：A制作时间：制作人：黄浩基于 netty 网络通信 -服务端开发文档详细设计说明书评审人：日期：批准人：日期：Revision Record 修改记录日期时间修改目录修改描述作者精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 目录1 引言 . 3编写目的 . 3背景 . 3参考资料 . 3术语定义及说明 . 32 设计概述 . 3任务和目标 . 3需求概述 . 3运行环境概述 . 3条件与限制

2、 . 43 系统详细需求分析 . 4详细需求分析 . 4接口需求分析 . 54 总体方案确认 . 6系统总体结构确认 . 65 系统详细设计 . 6系统设计 -netty服务端具体分析流程图 . 66 信息编码设计 . 6代码结构设计 . 6代码编制 . 7精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 1引言1.1编写目的(1)手机 APP的 socket 网络框架（本项目中必须）手机发送图片视频 音频等到服务器 , 双向传输。(2)基于网络的

3、远程调用和通讯，模拟出远程接口RMI （基于 dubbo网络通讯的补充）1.2背景A. 基于 netty 的网络通信；B. 用于网络通信，即时通信，长连接等；1.3参考资料1.4术语定义及说明Netty 服务端，数据推送，即时推送，手机连接总服务器等。2设计概述2.1任务和目标此设计主要针对于 netty作为服务端支持客户端长连接，在此基础上定义通信协议和通信架构以及网络通信层次； netty 作为高并发的网络通信框架，必须做到及时的，安全的，可靠的数据读写操作，客户端的连接支持必须达到百万以上。2.1.1 需求概述其一：目前在开发手机端项目的时候需要涉及到和总服务端的通信，此通信用于传输图片

4、，视频等，考虑到手机端开发比较严谨，无法加载庞大的jar 文件，那么所有的压力都必须在服务端；其二：此通信可用作暂时的即时通讯传输数据，通过双方传递参数的形式模拟远程方法的调用，这点的设计主要是针对客户端IP 无法稳定，必须单向通信达到双向调用。2.1.2 运行环境概述作用于软硬件之间的通信，或者软件与软件之间的通信，可以跨平台访问，不受操作系统的限制，数据库方面可以采用mysql 或者 oracle 等，作为 netty的服务端必须放置于大型的计算机处理下 -俗称机房服务器；作为客户端无严谨的要求，但是必须提供通信接口，比如能 tcp 连接或者 udp连接。精品资料 - - - 欢迎下载 -

5、 - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 2.1.3 条件与限制作为 netty 的服务端，他对硬件的要求比较高，对内存的要求也比较高，他的连接数量取决于服务器 cpu*2 的数量，对于虚拟内存（ jvm 或者其他语言）需要控制和调优，或者做到实时修改和按照连接数量修改。3系统详细需求分析对于移动端可以有以下几点：1.使用的网络主要是运营商的无线移动网络，网络质量不稳定，例如在地铁上信号就很差，容易发生网络闪断；2.海量的客户端接入，而且通常使用长连接，无论是客户端还是服务

6、端，资源消耗都非常大；3.由于谷歌的推送框架无法在国内使用，Android 的长连接是由每个应用各自维护的，这就意味着每台安卓设备上会存在多个长连接。即便没有消息需要推送，长连接本身的心跳消息量也是非常巨大的，这就会导致流量和耗电量的增加；4.不稳定：消息丢失、重复推送、延迟送达、过期推送时有发生；5.垃圾消息满天飞，缺乏统一的服务治理能力。对于 pc端主要作用于项目之间的接口调用 （模拟）他与 RMI有着质的区别， 这里不做解释。3.1详细需求分析总共可以定义为以下几点：a.详细功能需求分析数据之间的传输，实时性，容错性为最主要的功能. 远程接口参数的传输，传递参数到接收方，对方在本地通过参

7、数解析后根据内部定义的协议来决定具体做什么事。b.详细性能需求分析Netty 性能取决于计算机内存和cpu 以及运行环境的虚拟内存，他本身是支持百万级别的连接，但是需要针对业务来调优，比如设置jvm 参数，调试 tcp 参数，在具体代码中对进程和线程的控制以及管理，在长连接中合理的心跳设置等。c. 详细系统运行环境及限制条件分析服务端以 netty 开发，设置线程连接总数，之后是放于linux环境下，百万长连接接入，首先需要优化的就是 Linux 内核参数，其中 Linux 最大文件句柄数是最重要的调优参数之一，默认单进程打开的最大句柄数是1024，通过 ulimit -a可以查看相关参数，示

8、例如下：rootlilinfeng # ulimit -a 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - - core file size (blocks, -c) 0 data seg size (kbytes, -d) unlimited scheduling priority (-e) 0 file size (blocks, -f) unlimited pending signals (-i) 256324 max locked memor

9、y (kbytes, -l) 64 max memory size (kbytes, -m) unlimited open files (-n) 1024 .后续输出省略当单个推送服务接收到的链接超过上限后，就会报“too many open files”，所有新的客户端接入将失败。通过 vi /etc/security/ 添加如下配置参数：修改之后保存，注销当前用户，重新登录，通过 ulimit -a 查看修改的状态是否生效。* soft nofile 1000000 * hard nofile 1000000需要指出的是，尽管我们可以将单个进程打开的最大句柄数修改的非常大，但是当句柄数达到

10、一定数量级之后， 处理效率将出现明显下降， 因此，需要根据服务器的硬件配置和处理能力进行合理设置。如果单个服务器性能不行也可以通过集群的方式实现。3.2接口需求分析Netty目前作用于移动通信，快去住网站接口访问，酒店数据库与总系统数据传输。在移动端主要作用于数据流的传输， 在 pc 项目中主要用于传递参数调用接口来实现数据双方的实时性。移动端A.图片上传B.视频上传C.文件下载Pc项目端A.酒店房间状态精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - -

11、 - B.房费C.酒店基本信息D.更新包下载4总体方案确认通过 netty 做服务端，以端口的形式等待客户端连接， 通过心跳包数据确定是否保持长连接，在此过程中对安全性， 双方认证等都是通过定义通信协议来保证。以实时性和容错性作为主体思想来设计 netty 服务端。4.1系统总体结构确认系统组成分为 2块，netty 服务端，通信客户端。在服务端的架构层次分为通信层，网络协议层，传输层，数据解析层以及应用层。在服务端开放端口等待客户端的连接，通过解析通信协议确定认证连接， 对于连接上的客户端以心跳包数据的形式保持长连接状态，以心跳周期来确定连接性能， 控制服务端连接压力； 需要注意的是在移动应

12、用中， 网络状态不是特别的理想，这里需要考虑断线的情况， 在百万长连接的推送系统中， 服务端需要能够正确处理这些网络异常，设计要点如下：客户端的重连间隔需要合理设置， 防止连接过于频繁导致的连接失败 （例如端口还没有被释放）；客户端重复登陆拒绝机制；服务端正确处理 I/O 异常和解码异常等，防止句柄泄露.5系统详细设计5.1系统设计 -netty服务端具体分析流程图图为 netty 工作流程图图为 netty 消息推送流程图6信息编码设计6.3 代码结构设计系统总共分为2 个大包：服务端和客户端，这里只介绍服务端。项目类分为：nettyserver，ServerHandler ，字节流解析类（

13、输入和输出），通过spring来管理nettyserver；在服务端有解析层和接口层以及接口实现层。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 6.4 代码编制bootstrap = new ServerBootstrap(new NioServerSocketChannelFactory(), 最重要的是ChannelPipelineFactory的设计和编写。在继承SimpleChannelUpstreamHandler的时候需要注意与spring的结合。通信通道是否保持一致。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - - -