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UDP 客户端

Doubao 中英对照 UDP Client

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Reactor Netty 提供了易于使用、易于配置的 UdpClient。它隐藏了创建 UDP 客户端所需的大部分 Netty 功能,并加入了 Reactive Streams 背压。

1. 连接与断开连接​

要将 UDP 客户端连接到给定端点,您必须创建并配置一个 UdpClient 实例。默认情况下,主机配置为 localhost,端口为 12012。以下示例展示如何创建并连接一个 UDP 客户端:

import reactor.netty.Connection;
import reactor.netty.udp.UdpClient;
import java.time.Duration;

public class Application {

public static void main(String[] args) {
Connection connection =
UdpClient.create() 1
.connectNow(Duration.ofSeconds(30)); 2

connection.onDispose()
.block();
}
}
  • 创建一个 UdpClient 实例,已就绪可供配置。

  • 以阻塞方式连接客户端,并等待其完成初始化。

返回的 Connection 提供了一个简单的连接 API,其中包括 disposeNow(),它以阻塞方式关闭客户端。

1.1. 主机与端口​

要连接到特定的 host 和 port,您可以对 UDP 客户端应用以下配置:

import reactor.netty.Connection;
import reactor.netty.udp.UdpClient;
import java.time.Duration;

public class Application {

public static void main(String[] args) {
Connection connection =
UdpClient.create()
.host("example.com") 1
.port(80) 2
.connectNow(Duration.ofSeconds(30));

connection.onDispose()
.block();
}
}
  • 配置此客户端应连接到的 host

  • 配置此客户端应连接到的 port

备注

端口也可通过 PORT 环境变量指定。

2. 预先初始化​

默认情况下,UdpClient 资源的初始化是按需进行的。这意味着 connect operation 会吸收初始化和加载以下内容所需的额外时间:

  • 事件循环组

  • 主机名解析器

  • 原生传输库(使用原生传输时)

当您需要预加载这些资源时,可以按如下方式配置 UdpClient:

import reactor.core.publisher.Mono;
import reactor.netty.Connection;
import reactor.netty.udp.UdpClient;

import java.time.Duration;

public class Application {

public static void main(String[] args) {
UdpClient udpClient = UdpClient.create()
.host("example.com")
.port(80)
.handle((udpInbound, udpOutbound) -> udpOutbound.sendString(Mono.just("hello")));

udpClient.warmup() 1
.block();

Connection connection = udpClient.connectNow(Duration.ofSeconds(30)); 2

connection.onDispose()
.block();
}
}
  • 初始化并加载事件循环组、主机名解析器和原生传输库

  • 主机名解析在连接到远程对端时发生

3. 写入数据​

要向给定对端发送数据,您必须附加一个 I/O 处理器。该 I/O 处理器可访问 UdpOutbound,以便写入数据。

以下示例展示如何发送 hello:

import reactor.core.publisher.Mono;
import reactor.netty.Connection;
import reactor.netty.udp.UdpClient;

import java.time.Duration;

public class Application {

public static void main(String[] args) {
Connection connection =
UdpClient.create()
.host("example.com")
.port(80)
.handle((udpInbound, udpOutbound) -> udpOutbound.sendString(Mono.just("hello"))) 1
.connectNow(Duration.ofSeconds(30));

connection.onDispose()
.block();
}
}
  • 向远程对端发送 hello 字符串。

4. 消费数据​

要从给定对端接收数据,您必须附加一个 I/O 处理器。该 I/O 处理器可访问 UdpInbound,以便读取数据。以下示例展示如何消费数据:

import reactor.netty.Connection;
import reactor.netty.udp.UdpClient;
import java.time.Duration;

public class Application {

public static void main(String[] args) {
Connection connection =
UdpClient.create()
.host("example.com")
.port(80)
.handle((udpInbound, udpOutbound) -> udpInbound.receive().then()) 1
.connectNow(Duration.ofSeconds(30));

connection.onDispose()
.block();
}
}
  • 从给定对端接收数据

5. 生命周期回调​

提供以下生命周期回调,供您扩展 UdpClient:

回调描述
doAfterResolve在远程地址成功解析后调用。
doOnChannelInit在初始化通道时调用。
doOnConnect在通道即将连接时调用。
doOnConnected在通道连接后调用。
doOnDisconnected在通道断开连接后调用。
doOnResolve在远程地址即将被解析时调用。
doOnResolveError在远程地址未能成功解析时调用。

以下示例使用 doOnConnected 和 doOnChannelInit 回调:

import io.netty.handler.codec.LineBasedFrameDecoder;
import io.netty.handler.logging.LoggingHandler;
import reactor.netty.Connection;
import reactor.netty.udp.UdpClient;
import java.time.Duration;

public class Application {

public static void main(String[] args) {
Connection connection =
UdpClient.create()
.host("example.com")
.port(80)
.doOnConnected(conn -> conn.addHandlerLast(new LineBasedFrameDecoder(8192))) 1
.doOnChannelInit((observer, channel, remoteAddress) ->
channel.pipeline()
.addFirst(new LoggingHandler("reactor.netty.examples"))) 2
.connectNow(Duration.ofSeconds(30));

connection.onDispose()
.block();
}
}
  • 通道连接后,Netty 管道被扩展加入 LineBasedFrameDecoder。

  • 初始化通道时,Netty 管道被扩展加入 LoggingHandler。

6. 连接配置​

本节介绍您可在 UDP 级别使用的三种配置:

6.1. 通道选项​

默认情况下,UDP 客户端配置了以下选项:

UdpClientConnect() {
this.config = new UdpClientConfig(
ConnectionProvider.newConnection(),
Collections.singletonMap(ChannelOption.AUTO_READ, false),
() -> new InetSocketAddress(NetUtil.LOCALHOST, DEFAULT_PORT));
}

如果您需要额外的选项或需要更改当前选项,可以应用以下配置:

import io.netty.channel.ChannelOption;
import reactor.netty.Connection;
import reactor.netty.udp.UdpClient;
import java.time.Duration;

public class Application {

public static void main(String[] args) {
Connection connection =
UdpClient.create()
.host("example.com")
.port(80)
.option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, 10000)
.connectNow(Duration.ofSeconds(30));

connection.onDispose()
.block();
}
}

您可通过以下链接进一步了解 Netty 通道选项:

6.2. 线日志​

Reactor Netty 提供线日志记录,用于在需要检查对端之间的流量时使用。默认情况下线日志记录为关闭。要启用它,您必须将日志记录器 reactor.netty.udp.UdpClient 的级别设为 DEBUG,并应用以下配置:

import reactor.netty.Connection;
import reactor.netty.udp.UdpClient;
import java.time.Duration;

public class Application {

public static void main(String[] args) {
Connection connection =
UdpClient.create()
.host("example.com")
.port(80)
.wiretap(true) 1
.connectNow(Duration.ofSeconds(30));

connection.onDispose()
.block();
}
}
  • 启用线日志记录

6.2.1. 线日志格式化器​

Reactor Netty 支持 3 种不同的格式化器:

/**
* When wire logging is enabled with this format, both events and content will be logged.
* The content will be in hex format.
* <p>Examples:</p>
* <pre>
* {@code
* reactor.netty.http.HttpTests - [d5230a14, L:/0:0:0:0:0:0:0:1:60267 - R:/0:0:0:0:0:0:0:1:60269] REGISTERED
* reactor.netty.http.HttpTests - [d5230a14, L:/0:0:0:0:0:0:0:1:60267 - R:/0:0:0:0:0:0:0:1:60269] ACTIVE
* reactor.netty.http.HttpTests - [d5230a14, L:/0:0:0:0:0:0:0:1:60267 - R:/0:0:0:0:0:0:0:1:60269] READ: 145B
* +-------------------------------------------------+
* | 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f |
* +--------+-------------------------------------------------+----------------+
* |00000000| 50 4f 53 54 20 2f 74 65 73 74 2f 57 6f 72 6c 64 |POST /test/World|
* |00000010| 20 48 54 54 50 2f 31 2e 31 0d 0a 43 6f 6e 74 65 | HTTP/1.1..Conte|
* |00000020| 6e 74 2d 54 79 70 65 3a 20 74 65 78 74 2f 70 6c |nt-Type: text/pl|
* |00000030| 61 69 6e 0d 0a 75 73 65 72 2d 61 67 65 6e 74 3a |ain..user-agent:|
* |00000040| 20 52 65 61 63 74 6f 72 4e 65 74 74 79 2f 64 65 | ReactorNetty/de|
* ...
* reactor.netty.http.HttpTests - [d5230a14, L:/0:0:0:0:0:0:0:1:60267 - R:/0:0:0:0:0:0:0:1:60269] WRITE: 38B
* +-------------------------------------------------+
* | 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f |
* +--------+-------------------------------------------------+----------------+
* |00000000| 48 54 54 50 2f 31 2e 31 20 32 30 30 20 4f 4b 0d |HTTP/1.1 200 OK.|
* |00000010| 0a 63 6f 6e 74 65 6e 74 2d 6c 65 6e 67 74 68 3a |.content-length:|
* |00000020| 20 30 0d 0a 0d 0a | 0.... |
* +--------+-------------------------------------------------+----------------+
* }
* </pre>
*/
/**
* When wire logging is enabled with this format, only the events will be logged.
* <p>Examples:</p>
* <pre>
* {@code
* reactor.netty.http.HttpTests - [230d3686, L:/0:0:0:0:0:0:0:1:60241 - R:/0:0:0:0:0:0:0:1:60245] REGISTERED
* reactor.netty.http.HttpTests - [230d3686, L:/0:0:0:0:0:0:0:1:60241 - R:/0:0:0:0:0:0:0:1:60245] ACTIVE
* reactor.netty.http.HttpTests - [230d3686, L:/0:0:0:0:0:0:0:1:60241 - R:/0:0:0:0:0:0:0:1:60245] READ: 145B
* reactor.netty.http.HttpTests - [230d3686, L:/0:0:0:0:0:0:0:1:60241 - R:/0:0:0:0:0:0:0:1:60245] WRITE: 38B
* }
* </pre>
*/
/**
* When wire logging is enabled with this format, both events and content will be logged.
* The content will be in plain text format.
* <p>Examples:</p>
* <pre>
* {@code
* reactor.netty.http.HttpTests - [02c3db6c, L:/0:0:0:0:0:0:0:1:60317 - R:/0:0:0:0:0:0:0:1:60319] REGISTERED
* reactor.netty.http.HttpTests - [02c3db6c, L:/0:0:0:0:0:0:0:1:60317 - R:/0:0:0:0:0:0:0:1:60319] ACTIVE
* reactor.netty.http.HttpTests - [02c3db6c, L:/0:0:0:0:0:0:0:1:60317 - R:/0:0:0:0:0:0:0:1:60319] READ: 145B POST /test/World HTTP/1.1
* Content-Type: text/plain
* user-agent: ReactorNetty/dev
* ...
* reactor.netty.http.HttpTests - [02c3db6c, L:/0:0:0:0:0:0:0:1:60317 - R:/0:0:0:0:0:0:0:1:60319] WRITE: 38B HTTP/1.1 200 OK
* content-length: 0
* }
* </pre>
*/

当您需要更改默认格式化器时,可以按如下方式配置:

import io.netty.handler.logging.LogLevel;
import reactor.netty.Connection;
import reactor.netty.transport.logging.AdvancedByteBufFormat;
import reactor.netty.udp.UdpClient;

import java.time.Duration;

public class Application {

public static void main(String[] args) {
Connection connection =
UdpClient.create()
.host("example.com")
.port(80)
.wiretap("logger-name", LogLevel.DEBUG, AdvancedByteBufFormat.TEXTUAL) 1
.connectNow(Duration.ofSeconds(30));

connection.onDispose()
.block();
}
}

6.3. 事件循环组​

默认情况下,Reactor Netty 使用一个“事件循环组”,其中工作线程数等于初始化时运行时可用的处理器数量(但最小值为 4)。该“事件循环组”在一个 JVM 中的所有服务器和客户端之间共享。当您需要不同的配置时,可以使用 LoopResources#create 方法之一。

以下清单展示了事件循环组的默认配置:

/**
* Default worker thread count, fallback to available processor
* (but with a minimum value of 4).
*/
public static final String IO_WORKER_COUNT = "reactor.netty.ioWorkerCount";
/**
* Default selector thread count, fallback to -1 (no selector thread)
* <p><strong>Note:</strong> In most use cases using a worker thread also as a selector thread works well.
* A possible use case for specifying a separate selector thread might be when the worker threads are too busy
* and connections cannot be accepted fast enough.
* <p><strong>Note:</strong> Although more than 1 can be configured as a selector thread count, in reality
* only 1 thread will be used as a selector thread.
*/
public static final String IO_SELECT_COUNT = "reactor.netty.ioSelectCount";
/**
* Default worker thread count for UDP, fallback to available processor
* (but with a minimum value of 4).
*/
public static final String UDP_IO_THREAD_COUNT = "reactor.netty.udp.ioThreadCount";
/**
* Default quiet period that guarantees that the disposal of the underlying LoopResources
* will not happen, fallback to 2 seconds.
*/
public static final String SHUTDOWN_QUIET_PERIOD = "reactor.netty.ioShutdownQuietPeriod";
/**
* Default maximum amount of time to wait until the disposal of the underlying LoopResources
* regardless if a task was submitted during the quiet period, fallback to 15 seconds.
*/
public static final String SHUTDOWN_TIMEOUT = "reactor.netty.ioShutdownTimeout";

/**
* Default value whether the native transport (epoll, io_uring, kqueue) will be preferred,
* fallback it will be preferred when available.
* <p><strong>Note:</strong> On {@code Linux}, {@code Epoll} will be preferred by default.
* If {@code IO_Uring} needs to be configured, a dependency to {@code io.netty:netty-transport-native-io_uring}
* has to be added.
*/
public static final String NATIVE = "reactor.netty.native";

如果您需要更改这些设置,可以应用以下配置:

import reactor.netty.Connection;
import reactor.netty.resources.LoopResources;
import reactor.netty.udp.UdpClient;
import java.time.Duration;

public class Application {

public static void main(String[] args) {
LoopResources loop = LoopResources.create("event-loop", 1, 4, true);

Connection connection =
UdpClient.create()
.host("example.com")
.port(80)
.runOn(loop)
.connectNow(Duration.ofSeconds(30));

connection.onDispose()
.block();
}
}

6.3.1. 释放事件循环组​

  • 如果您使用 Reactor Netty 提供的默认 事件循环组,请调用 HttpResources#disposeLoopsAndConnections/#disposeLoopsAndConnectionsLater 方法。
备注

释放 HttpResources 意味着每个正在使用它的服务器/客户端都将无法再使用它!

  • 如果您使用自定义 LoopResources,请调用 LoopResources#dispose/#disposeLater 方法。
备注

释放自定义 LoopResources 意味着每个配置为使用它的服务器/客户端都将无法再使用它!

7. 指标​

UDP 客户端支持与 Micrometer 的内置集成。它以 reactor.netty.udp.client 为前缀公开所有指标。

下表提供 UDP 客户端指标的相关信息:

指标名称类型描述
reactor.netty.udp.client.data.receivedDistributionSummary接收的数据量,以字节为单位。参见 接收数据
reactor.netty.udp.client.data.sentDistributionSummary发送的数据量,以字节为单位。参见 发送数据
reactor.netty.udp.client.errorsCounter已发生的错误数。参见 错误数
reactor.netty.udp.client.connect.timeTimer连接到远程地址所花费的时间。参见 连接时间
reactor.netty.udp.client.address.resolverTimer解析地址所花费的时间。参见 主机名解析时间

以下额外指标也可用:

ByteBufAllocator 指标

指标名称类型描述
reactor.netty.bytebuf.allocator.used.heap.memoryGauge堆缓冲区分配器保留的字节数。参见 已用堆内存
reactor.netty.bytebuf.allocator.used.direct.memoryGauge直接缓冲区分配器保留的字节数。参见 已用直接内存
reactor.netty.bytebuf.allocator.heap.arenasGauge堆 Arena 的数量(使用 PooledByteBufAllocator 时)。参见 堆 Arena
reactor.netty.bytebuf.allocator.direct.arenasGauge直接 Arena 的数量(使用 PooledByteBufAllocator 时)。参见 直接 Arena
reactor.netty.bytebuf.allocator.threadlocal.cachesGauge线程本地缓存的数量(使用 PooledByteBufAllocator 时)。参见 线程本地缓存
reactor.netty.bytebuf.allocator.small.cache.sizeGauge小型缓存的大小(使用 PooledByteBufAllocator 时)。参见 小型缓存大小
reactor.netty.bytebuf.allocator.normal.cache.sizeGauge普通缓存的大小(使用 PooledByteBufAllocator 时)。参见 普通缓存大小
reactor.netty.bytebuf.allocator.chunk.sizeGaugeArena 的块大小(使用 PooledByteBufAllocator 时)。参见 块大小
reactor.netty.bytebuf.allocator.active.heap.memoryGauge从堆缓冲区池分配的在用缓冲区实际消耗的字节数(使用 PooledByteBufAllocator 时)。参见 活动堆内存
reactor.netty.bytebuf.allocator.active.direct.memoryGauge从直接缓冲区池分配的在用缓冲区实际消耗的字节数(使用 PooledByteBufAllocator 时)。参见 活动直接内存

EventLoop 指标

指标名称类型描述
reactor.netty.eventloop.pending.tasksGauge事件循环上待处理的任务数。参见 待处理任务

以下示例启用该集成:

import reactor.netty.Connection;
import reactor.netty.udp.UdpClient;

import java.time.Duration;

public class Application {

public static void main(String[] args) {
Connection connection =
UdpClient.create()
.host("example.com")
.port(80)
.metrics(true) 1
.connectNow(Duration.ofSeconds(30));

connection.onDispose()
.block();
}
}
  • 启用与 Micrometer 的内置集成

当需要将 UDP 客户端指标集成到 Micrometer 以外的系统,或您想提供自己与 Micrometer 的集成时,可以按如下方式提供您自己的指标记录器:

import reactor.netty.Connection;
import reactor.netty.channel.ChannelMetricsRecorder;
import reactor.netty.udp.UdpClient;

import java.net.SocketAddress;
import java.time.Duration;

public class Application {

public static void main(String[] args) {
Connection connection =
UdpClient.create()
.host("example.com")
.port(80)
.metrics(true, CustomChannelMetricsRecorder::new) 1
.connectNow(Duration.ofSeconds(30));

connection.onDispose()
.block();
}

8. Unix 域套接字​

当使用原生传输时,UdpClient 支持 Unix 域数据报套接字(UDS)。

以下示例展示如何使用 UDS 支持:

import io.netty.channel.unix.DomainSocketAddress;
import reactor.core.publisher.Mono;
import reactor.netty.Connection;
import reactor.netty.udp.UdpClient;

import java.io.File;

public class Application {

public static void main(String[] args) {
Connection connection =
UdpClient.create()
.bindAddress(Application::newDomainSocketAddress)
.remoteAddress(() -> new DomainSocketAddress("/tmp/test-server.sock")) 1
.handle((in, out) ->
out.sendString(Mono.just("hello"))
.then(in.receive()
.asString()
.doOnNext(System.out::println)
.then()))
.connectNow();

connection.onDispose()
.block();
}
  • 指定将使用的 DomainSocketAddress