Provided ChannelHandlers and codecs

Netty를 이용한 다양한 프로토콜 처리

Netty는 다양한 일반적인 프로토콜을 처리하기 위한 코덱과 핸들러를 제공합니다. 이러한 도구들을 사용하면 SSL/TLS 및 WebSocket 지원과 같은 기능을 구현하는데 소요되는 시간과 노력을 줄일 수 있습니다.

11.1 SSL/TLS로 Netty 애플리케이션 보호하기

오늘날 데이터 프라이버시는 중요한 문제이며, 개발자로서 우리는 이를 해결할 준비가 되어 있어야 합니다. 최소한 SSL과 TLS와 같은 암호화 프로토콜에 대해 익숙해져야 합니다.

Netty는 이러한 프로토콜을 지원하기 위해 javax.net.ssl 패키지를 활용하여 암호화 및 복호화를 간단하게 구현할 수 있습니다. Netty는 내부적으로 SSLEngine을 사용하는 SslHandler를 제공하여 이를 구현합니다.

Netty의 OpenSSL/SSLEngine 구현

Netty는 OpenSSL 도구를 사용하는 OpenSslEngine 구현을 제공합니다. 이 클래스는 JDK의 SSLEngine 구현보다 더 나은 성능을 제공합니다. OpenSSL 라이브러리가 사용 가능할 경우 Netty 애플리케이션은 기본적으로 OpenSslEngine을 사용할 수 있습니다. 그렇지 않으면 JDK 구현으로 대체됩니다.

데이터 흐름

SSL/TLS 핸들러를 사용한 데이터 흐름은 다음과 같습니다:

• 암호화된 수신 데이터는 SslHandler에 의해 가로채어져 복호화된 후 내부로 전달됩니다.

• 발신 데이터는 SslHandler를 통해 암호화된 후 외부로 전달됩니다.

SSL/TLS 지원 추가하기

다음 코드는 SslHandler를 ChannelPipeline에 추가하는 방법을 보여줍니다. ChannelInitializer는 Channel이 등록될 때 ChannelPipeline을 설정하는 데 사용됩니다.

public class SslChannelInitializer extends ChannelInitializer<Channel> {
    private final SslContext context;
    private final boolean startTls;

    public SslChannelInitializer(SslContext context, boolean startTls) {
        this.context = context;
        this.startTls = startTls;
    }

    @Override
    protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
        SSLEngine engine = context.newEngine(ch.alloc());
        ch.pipeline().addFirst("ssl", new SslHandler(engine, startTls));
    }
}

11.2 Netty HTTP/HTTPS 애플리케이션 구축

HTTP/HTTPS는 가장 일반적인 프로토콜 중 하나이며, Netty는 이 프로토콜을 사용하기 위한 다양한 인코더와 디코더를 제공합니다.

HTTP 디코더, 인코더 및 코덱

public class HttpPipelineInitializer extends ChannelInitializer<Channel> {
    private final boolean client;

    public HttpPipelineInitializer(boolean client) {
        this.client = client;
    }

    @Override
    protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        if (client) {
            pipeline.addLast("decoder", new HttpResponseDecoder());
            pipeline.addLast("encoder", new HttpRequestEncoder());
        } else {
            pipeline.addLast("decoder", new HttpRequestDecoder());
            pipeline.addLast("encoder", new HttpResponseEncoder());
        }
    }
}

HTTP 메시지 집계

HTTP 요청 및 응답은 여러 부분으로 구성될 수 있습니다. Netty는 메시지 부분을 FullHttpRequest 및 FullHttpResponse 메시지로 병합하는 집계기를 제공합니다.

public class HttpAggregatorInitializer extends ChannelInitializer<Channel> {
    private final boolean isClient;

    public HttpAggregatorInitializer(boolean isClient) {
        this.isClient = isClient;
    }

    @Override
    protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        if (isClient) {
            pipeline.addLast("codec", new HttpClientCodec());
        } else {
            pipeline.addLast("codec", new HttpServerCodec());
        }
        pipeline.addLast("aggregator", new HttpObjectAggregator(512 * 1024));
    }
}

HTTP 압축

Netty는 데이터 압축을 지원하는 ChannelHandler 구현을 제공합니다.

public class HttpCompressionInitializer extends ChannelInitializer<Channel> {
    private final boolean isClient;

    public HttpCompressionInitializer(boolean isClient) {
        this.isClient = isClient;
    }

    @Override
    protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        if (isClient) {
            pipeline.addLast("codec", new HttpClientCodec());
            pipeline.addLast("decompressor", new HttpContentDecompressor());
        } else {
            pipeline.addLast("codec", new HttpServerCodec());
            pipeline.addLast("compressor", new HttpContentCompressor());
        }
    }
}

11.3 WebSocket 지원

Netty는 WebSocket 지원을 위한 광범위한 도구를 제공합니다.

public class WebSocketServerInitializer extends ChannelInitializer<Channel> {
    @Override
    protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
        ch.pipeline().addLast(
            new HttpServerCodec(),
            new HttpObjectAggregator(65536),
            new WebSocketServerProtocolHandler("/websocket"),
            new TextFrameHandler(),
            new BinaryFrameHandler(),
            new ContinuationFrameHandler()
        );
    }
}

11.4 유휴 연결 및 타임아웃

Netty는 유휴 연결 및 타임아웃을 감지하기 위한 여러 ChannelHandler 구현을 제공합니다.

IdleStateHandler 예제

public class IdleStateHandlerInitializer extends ChannelInitializer<Channel> {
    @Override
    protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        pipeline.addLast(new IdleStateHandler(0, 0, 60, TimeUnit.SECONDS));
        pipeline.addLast(new HeartbeatHandler());
    }

    public static final class HeartbeatHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
        private static final ByteBuf HEARTBEAT_SEQUENCE = Unpooled.unreleasableBuffer(
            Unpooled.copiedBuffer("HEARTBEAT", CharsetUtil.ISO_8859_1));

        @Override
        public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
            if (evt instanceof IdleStateEvent) {
                ctx.writeAndFlush(HEARTBEAT_SEQUENCE.duplicate()).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE_ON_FAILURE);
            } else {
                super.userEventTriggered(ctx, evt);
            }
        }
    }
}

11.5 대용량 데이터 쓰기

Netty는 NIO의 제로 복사 기능을 활용하여 파일의 내용을 네트워크로 전송할 때 복사 단계를 제거합니다.

FileInputStream in = new FileInputStream(file);
FileRegion region = new DefaultFileRegion(in.getChannel(), 0, file.length());
channel.writeAndFlush(region).addListener(new ChannelFutureListener() {
    @Override
    public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
        if (!future.isSuccess()) {
            Throwable cause = future.cause();
            // 오류 처리
        }
    }
});

11.6 데이터 직렬화

Netty는 다양한 데이터 직렬화 옵션을 제공합니다.

JDK 직렬화

public class JdkSerializationInitializer extends ChannelInitializer<Channel> {
    @Override
    protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        pipeline.addLast(new ObjectEncoder());
        pipeline.addLast(new ObjectDecoder(ClassResolvers.cacheDisabled(null)));
    }
}

JBoss Marshalling

public class MarshallingInitializer extends ChannelInitializer<Channel> {
    private final MarshallerProvider marshallerProvider;
    private final UnmarshallerProvider unmarshallerProvider;

    public MarshallingInitializer(UnmarshallerProvider unmarshallerProvider, MarshallerProvider marshallerProvider) {
        this.unmarshallerProvider = unmarshallerProvider;
        this.marshallerProvider = marshallerProvider;
    }

    @Override
    protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        pipeline.addLast(new MarshallingDecoder(unmarshallerProvider));
        pipeline.addLast(new MarshallingEncoder(marshallerProvider));
        pipeline.addLast(new ObjectHandler());
    }
}

프로토콜 버퍼

public class ProtoBufInitializer extends ChannelInitializer<Channel> {
    private final MessageLite lite;

    public ProtoBufInitializer(MessageLite lite) {
        this.lite = lite;
    }

    @Override
    protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        pipeline.addLast(new ProtobufVarint32FrameDecoder());
        pipeline.addLast(new ProtobufEncoder());
        pipeline.addLast(new ProtobufDecoder(lite));
        pipeline.addLast(new ObjectHandler());
    }
}