Structure

Netty: 구성 요소 및 설계

이번 포스트에서는 Netty의 주요 구성 요소와 설계 원리에 대해 자세히 알아보겠습니다.

3.1 채널, 이벤트 루프 및 채널 퓨처

Netty의 주요 구성 요소는 Channel, EventLoop, 그리고 ChannelFuture입니다. 이들 각각이 무엇인지, 그리고 어떻게 동작하는지 살펴보겠습니다.

3.1.1 채널(Channel)

채널은 네트워크 연결을 추상화한 객체입니다. Netty에서는 다양한 유형의 채널을 제공합니다. NioSocketChannel은 비차단형 I/O 소켓 채널입니다. 채널은 데이터를 송수신하기 위한 주요 인터페이스입니다.

import io.netty.channel.Channel

// 채널 인터페이스
interface MyChannel : Channel {
    // 데이터 송수신 메서드 정의
}

3.1.2 이벤트 루프(EventLoop)

이벤트 루프는 채널의 모든 이벤트를 처리하는 단일 스레드입니다. Netty는 채널당 하나의 이벤트 루프를 할당하여, 해당 채널에 대한 모든 I/O 작업을 처리합니다.

import io.netty.channel.EventLoop

// 이벤트 루프 인터페이스
interface MyEventLoop : EventLoop {
    // 이벤트 처리 메서드 정의
}

3.1.3 채널 퓨처(ChannelFuture)

채널 퓨처는 비동기 작업의 결과를 나타내는 객체입니다. 이는 작업이 완료되었을 때 알림을 받고, 결과를 확인할 수 있는 방법을 제공합니다. Netty의 ChannelFuture 인터페이스는 비동기 작업의 상태를 나타내며, 작업이 완료되면 리스너를 통해 알림을 받습니다.

import io.netty.channel.ChannelFuture

// 채널 퓨처 인터페이스
interface MyChannelFuture : ChannelFuture {
    // 비동기 작업 상태 확인 메서드 정의
}

3.1.4 구성 요소 다이어그램

3.2 채널 핸들러 및 채널 파이프라인

Netty의 주요 개념 중 하나는 ChannelHandler와 ChannelPipeline입니다.

3.2.1 채널 핸들러(ChannelHandler)

채널 핸들러는 네트워크 이벤트를 처리하는 로직을 구현합니다. 예를 들어, 수신된 데이터를 처리하거나, 송신할 데이터를 준비합니다. ChannelInboundHandler는 수신된 데이터를 처리하고, ChannelOutboundHandler는 송신할 데이터를 처리합니다.

import io.netty.channel.ChannelHandlerContext
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter

class MyChannelHandler : ChannelInboundHandlerAdapter() {
    override fun channelRead(ctx: ChannelHandlerContext, msg: Any) {
        // 수신된 메시지 처리
        println("Received message: $msg")
        ctx.writeAndFlush(msg)
    }

    override fun exceptionCaught(ctx: ChannelHandlerContext, cause: Throwable) {
        cause.printStackTrace()
        ctx.close()
    }
}

3.2.2 채널 파이프라인(ChannelPipeline)

채널 파이프라인은 여러 개의 채널 핸들러를 체인으로 연결한 것입니다. 데이터가 채널을 통해 전송될 때, 각 핸들러는 순차적으로 데이터를 처리합니다. 파이프라인은 데이터를 변환하거나, 로깅하거나, 인증을 수행하는 데 사용됩니다.

import io.netty.channel.ChannelInitializer
import io.netty.channel.socket.SocketChannel

class MyChannelInitializer : ChannelInitializer<SocketChannel>() {
    override fun initChannel(ch: SocketChannel) {
        ch.pipeline().addLast(MyChannelHandler())
    }
}

3.3 부트스트래핑(Bootstrapping)

부트스트래핑은 Netty 애플리케이션을 설정하고 시작하는 과정입니다. 서버와 클라이언트 모두 부트스트랩 클래스가 있으며, 이들은 네트워크 설정을 관리합니다.

3.3.1 서버 부트스트랩(ServerBootstrap)

서버 부트스트랩은 서버 애플리케이션을 설정하고 시작합니다. 이를 통해 서버 소켓을 바인딩하고, 클라이언트 연결을 기다립니다.

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel

fun startServer(port: Int) {
    val bossGroup = NioEventLoopGroup()
    val workerGroup = NioEventLoopGroup()
    try {
        val b = ServerBootstrap()
        b.group(bossGroup, workerGroup)
            .channel(NioServerSocketChannel::class.java)
            .childHandler(MyChannelInitializer())
            .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
            .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)

        val f = b.bind(port).sync()
        f.channel().closeFuture().sync()
    } finally {
        workerGroup.shutdownGracefully()
        bossGroup.shutdownGracefully()
    }
}

3.3.2 클라이언트 부트스트랩(Bootstrap)

클라이언트 부트스트랩은 클라이언트 애플리케이션을 설정하고 시작합니다. 이를 통해 서버에 연결하고, 데이터를 송수신합니다.

import io.netty.bootstrap.Bootstrap
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel

fun startClient(host: String, port: Int) {
    val group = NioEventLoopGroup()
    try {
        val b = Bootstrap()
        b.group(group)
            .channel(NioSocketChannel::class.java)
            .handler(MyChannelInitializer())

        val f = b.connect(host, port).sync()
        f.channel().closeFuture().sync()
    } finally {
        group.shutdownGracefully()
    }
}