과정

목표

• Event-Driven, 비동기 I/O 이해
• Netty로 개발 경험
• (조만간) 실무에 응용

준비사항

• IntelliJ 2016.2.5 Community
• JDK8
• Git 클라이언트

5시간 진행 주제

예제와 실습

매시간 직접 작성하셔야 하는 (간단한) 코드가 있습니다.

매 시간 구조

• 총 9개 문제 풀이

왜 Netty를 쓸까?

• 고성능
• 쓰기 편하다 (유연하고 쉽다)

얼마나 빠른가? netty servlet

Netty가 고성능인 이유

• Non-blocking Asynchronous 처리가 기본
• 적은 스레드로 많은 요청을 처리
• GC부하를 최소화하는 Zero-copy ByteBuf 지원

Netty가 편한 이유

• 각종 네트워크 프로토콜 (코덱) 기본 지원
• 필요한 부분을 쉽게 조립해 쓸 수 있는 구조
• 멀티스레딩 처리 없이도...

Netty 버전

이 자료와 실습은 4.1.6.Final을 기준으로 합니다.

• 4.1.6.Final ‐ 14-Oct-2016 (Stable, Recommended)
• 4.0.42.Final ‐ 14-Oct-2016 (Stable)
• 3.10.6.Final ‐ 29-Jun-2016 (Stable)

동기와 비동기

• Synchronous vs. Asynchronous
• Blocking vs. Non-blocking

우리말로 하자면...

• 요청하고 결과를 계속 기다리기
• 완료되면 알려달라고 요청하고 다른 일 하기

고객센터에 전화를 했는데...

모든 상담원이 통화중입니다.

동기 or 비동기

• 커피 주문
• 지하철 이용, 자가 운전
• 업무요청 메일, 업무문의 전화
• 팀장의 업무지시

동기 (Synchronous) 코드

Blocking call

// 동기 방식
void greeting(Context ctx) {
    String req = ctx.readLine();
    ctx.write("안녕, " + req);
    System.out.println("완료");
}

비동기 (Asynchronous) 코드

Non-blocking call

// 비동기 방식
void greeting(Context ctx) {
    ctx.readLine().done(line -> {
        ctx.write("안녕, " + req);
    });
    System.out.println("완료");
}

Event-Driven Programming

사건 기반 프로그래밍

등잔 밑의 Event-Driven 코드

$("button").on("click", function(event) {
    console.log(event);
    alert("클릭");
});

• 자바스크립트
• iOS 앱
• Android 앱
• 데스크탑 애플리케이션

True or False

• 비동기와 Event-driven은 같은 뜻이다?
• Event-Driven은 데스크탑앱 클라이언트에만 적합하다?
• 비동기식 싱글스레드에서는 Blocking Call을 할 수 없다?

업무요청시

• 업무 요청하고 옆에서 기다리고 있으면?
• 업무 요청하고 돌아갔다가, 나중에 다시 와서 확인하면?
• 업무 요청하면서, "다되면 저한테 알려주세요"하면?

Netty의 핵심 인터페이스

• Channel
• ChannelFuture
• ChannelHandler
• ChannelHandlerContext
• ChannelPipeline
• EventLoop

Channel

• 읽기, 쓰기, 연결(connect), 바인드(bind)등의 I/O 작업을 할 수 있는 요소 또는 네트워크 연결
• 모든 I/O 작업은 비동기 -> ChannelFuture

핵심 메소드

ChannelFuture   write(Object obj)
ChannelFuture   flush(Object obj)
ChannelFuture   writeAndFlush(Object obj)
ChannelFuture   closeFuture()
ChannelPipeline pipeline()
SocketAddress   remoteAddress()

ChannelFuture

• Channel의 I/O 작업의 결과
• ChannelFutureListener를 등록 결과에 따른 작업

핵심 메소드

ChannelFuture addListener(GenericFutureListener<...> listener)
Channel       channel()
boolean       isSuccess();
Throwable     cause();
ChannelFuture await()
ChannelFuture sync()

ChannelHandler

• Netty의 핵심 요소!
• Netty의 I/O 이벤트를 처리하는 인터페이스
• ChannelInboundHandlerAdapter
• ChannelOutboundHandlerAdapter

전체 메소드

void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause)
void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx)
void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx)

ChannelHandlerContext

• ChannelHandler는 ChannelHandlerContext를 통해
  • 다음 ChannelHandler에게 이벤트를 넘기거나,
  • 동적으로 ChannelPipeline을 변경할 수 있음 - [실습4]

핵심 메소드

Channel               channel()
ChannelPipeline       pipeline()
ChannelFuture         write(Object msg)
ChannelHandlerContext fireChannelActive(Object msg)
ChannelHandlerContext fireChannelRead(Object msg)

ChannelPipeline

• Channel에 드나드는 inbound / outbound 이벤트를 처리
• Intercepting Filter 패턴 처리, ChannelHandler 리스트
• 두번째 시간에 상세 설명

주요 메소드

ChannelPipeline addLast(ChannelHandler... handlers)
ChannelPipeline addLast(String name, ChannelHandler handler)
ChannelHandler  remove(String name)
<T extends ChannelHandler> T remove(Class<T> handlerType)

EventLoop

• 등록된 Channel들의 모든 I/O 작업을 처리
• 구현체 NioEventLoopGroup를 주로 사용

주요 메소드

boolean                inEventLoop()
<T> Future<T>          submit(Callable<T> task)
<V> Promise<V>         newPromise()
<V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable, long delay, TimeUnit unit)

Channel관련 인터페이스 전체 구조

첫 예제: DiscardServer

src/nettystartup/h1/discard

• DiscardServer.java
• DiscardServerHandler.java

src/nettystartup/h1/discard/DiscardServer.java

public final class DiscardServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            b.group(bossGroup, workerGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
                .childHandler(new DiscardServerHandler());
            ChannelFuture f = b.bind(8010).sync();
            System.err.println("Ready for 0.0.0.0:8010");
            f.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            workerGroup.shutdownGracefully();
            bossGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}
						

src/nettystartup/h1/discard/DiscardServerHandler.java

class DiscardServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelRead(C..H..Context ctx, Object msg) throws Exception {
        ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
        try {
            // discard
        } finally {
            buf.release(); // 이 부분은 두번째 시간에 설명합니다.
        }
    }
    @Override
    public void exceptionCaught(C..H..Context ctx, Throwable cause) {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }
}
						

DiscardServer 테스트

telnet localhost 8010

Trying ::1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
helo
test

^]
telnet> close
Connection closed.

Netty와 유닛테스팅

• EmbeddedChannel을 활용

EmbeddedChannel ch =
    new EmbeddedChannel(new HandlerToBeTested());

EmbeddedChannel

public class EmbeddedChannel extends AbstractChannel {
    public EmbeddedChannel(ChannelHandler... handlers) {}

    public Object readInbound() { ... }
    public Object readOutbound() { ... }
    public boolean writeInbound(Object... msgs) { ... }
    public boolean writeOutbound(Object... msgs) { ... }

    public void checkException() { ... }
}

test/.../h1/discard/DiscardServerHandlerTest.java

public class DiscardServerHandlerTest {
    @Test
    public void discard() {
        String m = "discard test\n";
        EmbeddedChannel ch = new EmbeddedChannel(new DiscardServerHandler());
        ByteBuf in = Unpooled.wrappedBuffer(m.getBytes());
        ch.writeInbound(in);
        ByteBuf r = ch.readOutbound();
        assertThat(r, nullValue());
    }
}
						

첫번째 실습: EchoServer

• EchoServer
• EchoServerHandler
• EchoServerHandlerTest

src/nettystartup/h1/echo/EchoServer.java

public final class EchoServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            b.group(bossGroup, workerGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class);
            // TODO: [실습 1-1] 이 부분을 채워서 EchoServerHandler를 등록합니다
            ChannelFuture f = b.bind(8020).sync();
            f.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            workerGroup.shutdownGracefully();
            bossGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}
						

src/nettystartup/h1/echo/EchoServerHandler.java

class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
        // TODO: [실습1-2] 받은대로 응답하는 코드를 한 줄 작성합니다. release는 필요하지 않습니다.
    }
    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) {
        ctx.flush();
    }
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }
}
						

test/nettystartup/h1/echo/EchoServerHandlerTest.java

public class EchoServerHandlerTest {
    @Test
    public void echo() {
        String m = "echo test\n";
        EmbeddedChannel ch = new EmbeddedChannel(new EchoServerHandler());
        ByteBuf in = Unpooled.copiedBuffer(m, CharsetUtil.UTF_8);
        ch.writeInbound(in);
        ByteBuf r = (ByteBuf)ch.readOutbound();
        releaseLater(r);
        assertThat("응답이 없습니다", r, notNullValue());
        assertThat("참조수는 1이어야 합니다",r.refCnt(), is(1));
        assertThat("수신한 텍스트가 결과로 와야합니다", r.toString(CharsetUtil.UTF_8), equalTo(m));
    }
}
						

실습 정리

• Netty로 네트워크 서버를 만들어 봤습니다.
• ChannelHandler의 기초를 익혔습니다.
• 메모리 모델은 다음 시간에 설명합니다.