java - 使用 Netty 进行管道流式传输

Question

我正在尝试将“缩略图生成器”实现为微服务。我认为这样的东西可能最适合用作 TCP 服务器，因此在简要调查了几个选项后，我选择了 Netty。为了使服务尽可能节省内存，我宁愿避免将完整图像加载到内存中，因此一直在尝试构建一个管道，其“ThumbnailHandler”可以使用管道流来利用 Netty 的分块读取，以便随着 Netty 接收到更多字节，缩略图生成器可以遍历更多流。不幸的是，我对 Netty 或 NIO 模式总体上还不够熟悉，不知道我是否以最好的方式解决这个问题，而且即使是简化版本也无法像我期望的那样工作。

这是我的服务器设置:

public class ThumbnailerServer {

    private int port;

    public ThumbnailerServer(int port) {
        this.port = port;
    }

    public void run() throws Exception {
        final ThreadFactory acceptFactory = new DefaultThreadFactory("accept");
        final ThreadFactory connectFactory = new DefaultThreadFactory("connect");
        final NioEventLoopGroup acceptGroup = new NioEventLoopGroup(1, acceptFactory, NioUdtProvider.BYTE_PROVIDER);
        final NioEventLoopGroup connectGroup = new NioEventLoopGroup(0, connectFactory, NioUdtProvider.BYTE_PROVIDER);

        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();

            b.group(acceptGroup, connectGroup)
             .channelFactory(NioUdtProvider.BYTE_ACCEPTOR)
             .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
             .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
             .childHandler(new ChannelInitializer<UdtChannel>() {
                 @Override
                 public void initChannel(UdtChannel ch) throws Exception {
                     ChannelPipeline p = ch.pipeline();
                     p.addLast("handler", new ThumbnailerServerHandler());
                 }
             });

            // bind and start to accept incoming connections.
            b.bind(port).sync().channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            connectGroup.shutdownGracefully();
            acceptGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

}

缩略图处理程序:

public class ThumbnailerServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ThumbnailerServerHandler.class);
    private PipedInputStream toThumbnailer = new PipedInputStream();
    private PipedOutputStream fromClient = new PipedOutputStream(toThumbnailer);

    private static final ListeningExecutorService executor = MoreExecutors.listeningDecorator(
            Executors.newFixedThreadPool(5));

    private ListenableFuture<OutputStream> future;

    public ThumbnailerServerHandler() throws IOException {
        super(ByteBuf.class, true);
    }

    @Override
    public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        future = executor.submit(() -> ThumbnailGenerator.generate(toThumbnailer));
        future.addListener(() -> {
            try {
                ctx.writeAndFlush(future.get());
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, executor);
    }

    @Override
    public void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        this.fromClient.close();
        this.toThumbnailer.close();
    }

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {
        int readableBytes = msg.readableBytes();
        msg.readBytes(this.fromClient, readableBytes);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        logger.error("Encountered error during communication", cause);
        ctx.close();
    }


}

这是我简化的“缩略图”，直到我让整个流程开始工作:

public class ThumbnailGenerator {

    public static OutputStream generate(InputStream toThumbnailer) {
        OutputStream stream = new ByteArrayOutputStream();
        try {
            IOUtils.copy(toThumbnailer, stream);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return stream;
    }

}

1. 像这样在 handlerAdded 方法中分离一个异步任务是否合适？有没有更“简洁”的方法来做到这一点？
2. IOUtils.copy 应该并且确实会阻塞(由于对管道输入流的读取)，直到有数据可供读取，这就是我将其卸载到执行程序池中的原因，因为我无法在处理程序中阻塞如果我想继续接收字节。但是，我发现这从未完成，但确实取得了进展。那是因为我从未遇到过 EOF 字节 (-1) 吗？我怎样才能让这个流程发挥作用？
3. 我是否缺少 netty 中可以简化此过程的结构？我考虑过将它实现为一个解码器，在它拥有整个流之前不会解码，但随后我会将所有内容加载到内存中。

Answer 1

好吧，事实证明我有一些误解，这些误解解释了为什么我无法正常工作。

1) 许多文件类型没有所谓的终止字节。事实上，EOF 字节(最常见的是 -1，因为它是一个溢出值)通常是阅读器提供的一种实现，用于向他们的消费者传达他们已经到达内容的末尾。它通常不存在于文件本身。

2) channelReadComplete 并不像听起来那么清晰。 channelReadComplete 在达到 netty 中配置的最大读取次数(默认为 10)后调用，或者当它有理由相信消息已完全发送时调用，如读取空缓冲区或接收小于配置的 block 大小。

至于为什么看起来输入流副本挂起，那是因为管道输入流从未产生终端值(这是读取器实现 EOF 字节的示例)。 PipedInputStreams 仅在驱动它们的输出流关闭后才指示 EOF。

为了使这个实现工作，我应该将消息计数增加到足够高的数量，并在最后一次返回小于 block 大小的读取之后调用可信的 channelReadComplete。此时，关闭并重置下一条消息的输出流是安全的。关闭输出流将导致输入流最终返回该 EOF 字节，其他所有内容都可以继续。