Bootstrapping

8.1 부트스트랩 클래스

부트스트랩 클래스 계층 구조는 추상 부모 클래스와 두 개의 구체적인 부트스트랩 하위 클래스로 구성됩니다.

즉, 서버는 클라이언트의 연결을 수락하고 그들과 통신하기 위해 자식 채널을 생성하는 부모 채널을 사용하지만, 클라이언트는 대부분의 네트워크 상호작용을 위해 단일 비부모 채널만 필요로 합니다.

클라이언트 또는 서버에 특정한 단계를 제외하고, 부트스트랩 과정의 공통 단계는 AbstractBootstrap에서 처리되고, 각각 Bootstrap 또는 ServerBootstrap에서 처리됩니다.

8.2 클라이언트와 비연결형 프로토콜 부트스트래핑

Bootstrap은 클라이언트 또는 비연결형 프로토콜을 사용하는 애플리케이션에서 사용됩니다.

이름설명

Bootstrap group(EventLoopGroup)

채널의 모든 이벤트를 처리할 EventLoopGroup을 설정합니다.

Bootstrap channel(Class<? extends C>)

채널 구현 클래스를 지정합니다.

Bootstrap channelFactory(ChannelFactory<? extends C>)

bind()에 의해 호출될 팩토리 클래스를 지정합니다.

Bootstrap localAddress(SocketAddress)

채널이 바인드될 로컬 주소를 지정합니다.

<T> Bootstrap option(ChannelOption<T> option, T value)

새로 생성된 채널의 ChannelConfig에 적용될 ChannelOption을 설정합니다.

<T> Bootstrap attr(Attribute<T> key, T value)

새로 생성된 채널의 속성을 지정합니다.

Bootstrap handler(ChannelHandler)

이벤트 알림을 받을 ChannelHandler를 설정합니다.

Bootstrap clone()

현재 Bootstrap의 복제본을 생성합니다.

Bootstrap remoteAddress(SocketAddress)

원격 주소를 설정합니다.

ChannelFuture connect()

원격 피어에 연결하고 연결 작업이 완료되면 ChannelFuture를 반환합니다.

ChannelFuture bind()

채널을 바인드하고 바인드 작업이 완료되면 ChannelFuture를 반환합니다.

8.2.1 클라이언트 부트스트래핑

Bootstrap 클래스는 클라이언트 및 비연결형 프로토콜을 사용하는 애플리케이션에서 채널을 생성하는 책임을 집니다. 

fun main() {
    val group: EventLoopGroup = NioEventLoopGroup()
    try {
        val bootstrap = Bootstrap()
        bootstrap.group(group)
            .channel(NioSocketChannel::class.java)
            .handler(object : SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() {
                override fun channelRead0(ctx: ChannelHandlerContext, msg: ByteBuf) {
                    println("Received data")
                }
            })

        val future = bootstrap.connect(InetSocketAddress("www.example.com", 80))
        future.syncUninterruptibly()
    } finally {
        group.shutdownGracefully()
    }
}

8.2.2 채널과 EventLoopGroup 호환성

Netty에서는 EventLoopGroup과 Channel 구현이 호환되어야 합니다. NIO 및 OIO 전송을 위한 관련 EventLoopGroup과 Channel 구현이 있습니다.

fun main() {
    val group = NioEventLoopGroup()
    try {
        val bootstrap = Bootstrap()
        bootstrap.group(group)
            .channel(NioSocketChannel::class.java)
            // .channel(OioSocketChannel::class.java) // 호환되지 않는 구현
            .handler(object : SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() {
                override fun channelRead0(ctx: ChannelHandlerContext, msg: ByteBuf) {
                    println("Received data")
                }
            })
        val future = bootstrap.connect(InetSocketAddress("www.example.com", 80))
        future.syncUninterruptibly()
    } finally {
        group.shutdownGracefully()
    }
}

NioEventLoopGroup과 OioSocketChannel을 혼합하여 사용하려고 시도하기 때문에 IllegalStateException을 발생시킵니다.

부트스트래핑 시, bind() 또는 connect()를 호출하기 전에 다음 메서드를 호출하여 필요한 구성 요소를 설정해야 합니다.

  • group()

  • channel() 또는 channelFactory()

  • handler()

이 작업을 수행하지 않으면 IllegalStateException이 발생합니다. 특히 handler() 호출은 ChannelPipeline을 구성하는 데 필요하므로 매우 중요합니다.

8.3 서버 부트스트래핑

서버 부트스트래핑을 개요로 ServerBootstrap API를 설명한 후, 서버 부트스트래핑에 필요한 단계와 관련된 몇 가지 주제를 설명합니다. 여기에는 서버 채널에서 클라이언트를 부트스트랩하는 특별한 경우도 포함됩니다.

8.3.1 ServerBootstrap 클래스

다음 표는 ServerBootstrap 클래스의 메서드를 나열합니다.

NameDescription

group

ServerBootstrap에서 사용할 EventLoopGroup을 설정합니다. 이 EventLoopGroup은 ServerChannel과 수락된 채널의 I/O를 처리합니다.

channel

인스턴스화할 ServerChannel 클래스를 설정합니다.

channelFactory

Channel을 기본 생성자를 통해 생성할 수 없는 경우 ChannelFactory를 제공합니다.

localAddress

ServerChannel이 바인딩할 로컬 주소를 지정합니다. 지정하지 않으면 OS에서 무작위로 할당됩니다.

option

새로 생성된 ServerChannel의 ChannelConfig에 적용할 ChannelOption을 지정합니다.

childOption

수락된 채널의 ChannelConfig에 적용할 ChannelOption을 지정합니다.

attr

ServerChannel에 대한 속성을 지정합니다. bind() 호출 후에는 변경할 수 없습니다.

childAttr

수락된 채널에 대한 속성을 적용합니다. 이후 호출은 효과가 없습니다.

handler

ServerChannel의 ChannelPipeline에 추가할 ChannelHandler를 설정합니다.

childHandler

수락된 채널의 ChannelPipeline에 추가할 ChannelHandler를 설정합니다.

clone

원본 ServerBootstrap과 동일한 설정으로 다른 원격 피어에 연결하기 위해 ServerBootstrap을 복제합니다.

bind

ServerChannel을 바인딩하고, 연결 작업이 완료되면 ChannelFuture를 반환합니다.

8.3.2 서버 부트스트래핑

서버 채널은 bind()가 호출될 때 생성됩니다.

새로운 채널은 ServerChannel이 연결을 수락할 때 생성됩니다.

fun main() {
    val group = NioEventLoopGroup()
    try {
        val bootstrap = ServerBootstrap()
        bootstrap.group(group)
            .channel(NioServerSocketChannel::class.java)
            .childHandler(object : ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                override fun initChannel(ch: SocketChannel) {
                    ch.pipeline().addLast(object : SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() {
                        override fun channelRead0(ctx: ChannelHandlerContext, msg: ByteBuf) {
                            println("Received data")
                        }
                    })
                }
            })

        val future: ChannelFuture = bootstrap.bind(InetSocketAddress(8080))
        future.sync()
    } finally {
        group.shutdownGracefully()
    }
}

8.5 부트스트랩 중 여러 ChannelHandler 추가

Netty는 ChannelPipeline에 여러 ChannelHandler를 추가할 수 있는 기능을 제공합니다.

부트스트랩 과정에서 handler() 또는 childHandler()를 호출하여 단일 ChannelHandler를 추가하는 것 외에, 여러 ChannelHandler를 추가하려면 ChannelInitializer 클래스를 사용합니다.

fun main() {
    val group = NioEventLoopGroup()
    try {
        val bootstrap = ServerBootstrap()
        bootstrap.group(group)
            .channel(NioServerSocketChannel::class.java)
            .childHandler(object : ChannelInitializer<Channel>() {
                override fun initChannel(ch: Channel) {
                    val pipeline: ChannelPipeline = ch.pipeline()
                    pipeline.addLast(HttpClientCodec())
                    pipeline.addLast(HttpObjectAggregator(Int.MAX_VALUE))
                }
            })

        val future = bootstrap.bind(InetSocketAddress(8080))
        future.sync()
    } finally {
        group.shutdownGracefully()
    }
}

8.6 Netty ChannelOptions 및 속성 사용하기

모든 채널을 수동으로 구성하는 것은 매우 번거로울 수 있습니다. 다행히도, 부트스트랩에서 option()을 사용하여 ChannelOptions을 적용할 수 있습니다.

제공된 값들은 부트스트랩에서 생성된 모든 채널에 자동으로 적용됩니다. ChannelOptions에는 keep-alive나 timeout 속성 및 버퍼 설정과 같은 저수준의 연결 세부 사항이 포함됩니다.

fun main() {
    val id: AttributeKey<Int> = AttributeKey.valueOf("ID")
    val group = NioEventLoopGroup()

    try {
        val bootstrap = Bootstrap()
        bootstrap.group(group)
            .channel(NioSocketChannel::class.java)
            .handler(object : SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() {
                override fun channelRegistered(ctx: ChannelHandlerContext) {
                    val idValue = ctx.channel().attr(id).get()
                    // ID 값으로 작업 수행
                }

                override fun channelRead0(ctx: ChannelHandlerContext, byteBuf: ByteBuf) {
                    println("Received data")
                }
            })

        bootstrap.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)
            .option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, 5000)
        bootstrap.attr(id, 123456)

        val future: ChannelFuture = bootstrap.connect(InetSocketAddress("www.junnyalnd.com", 80))
        future.syncUninterruptibly()
    } finally {
        group.shutdownGracefully()
    }
}

8.7 DatagramChannels 부트스트래핑

이전 부트스트랩 코드 예제는 TCP 기반의 SocketChannel을 사용했지만, 부트스트랩은 비연결 프로토콜에도 사용할 수 있습니다.

Netty는 이 목적을 위해 다양한 DatagramChannel 구현을 제공합니다. 유일한 차이점은 connect()를 호출하지 않고 bind()만 호출한다는 것입니다.

fun main() {
    val group = NioEventLoopGroup()
    try {
        val bootstrap = Bootstrap()
        bootstrap.group(group)
            .channel(OioDatagramChannel::class.java)
            .handler(object : SimpleChannelInboundHandler<DatagramPacket>() {
                override fun channelRead0(ctx: ChannelHandlerContext, msg: DatagramPacket) {
                    // 패킷 처리
                }
            })

        val future: ChannelFuture = bootstrap.bind(InetSocketAddress(0))
        future.sync()
    } finally {
        group.shutdownGracefully()
    }
}

8.8 Shutdown

부트스트래핑을 통해 애플리케이션을 실행할 수 있지만, 결국에는 애플리케이션을 종료해야 하는 시점이 올 것입니다. 물론, JVM이 종료될 때까지 기다릴 수 있지만, 이는 자원을 깨끗하게 해제하는 것을 의미하는 '우아한 종료(graceful shutdown)'의 정의에 맞지 않습니다.

우선, EventLoopGroup을 종료해야 합니다. 이는 모든 보류 중인 이벤트와 작업을 처리한 후 모든 활성 스레드를 해제합니다. 

fun main() {
    val group = NioEventLoopGroup()
    val bootstrap = Bootstrap()
    bootstrap.group(group)
        .channel(NioSocketChannel::class.java)
    
    // 부트스트랩을 설정하고 연결하는 로직을 여기에 추가

    val future = group.shutdownGracefully()
    // 그룹이 종료될 때까지 블록
    future.syncUninterruptibly()
}
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