SwiftNIO初探-简单UDP通讯

最近苹果开源了Swift版的Netty

SwiftNIO是一个跨平台异步事件驱动的网络应用程序框架，用于快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端。简单来说就是可以用来实现各种高性能服务端和客户端，如http、tcp。

因为最近项目刚好要用到udp，所以趁机把平常用Netty实现的该用Swift。

首先简单看一下几个用到的类

MultiThreadedEventLoopGroup

顾名思义，这东西是一个线程池。每个EventLoopGroup里面有多个EventLoop，而每个EventLoop都与一个线程绑定。

DatagramBootstrap

Bootstrap是开发Netty程序的基础，SwiftNIO也是一样。通过Bootstrap的bind方法来创建连接，我们也可以通过该方法返回的Channel来判断是否创建成功。

ChannelHandler

ChannelHandler 是用来处理数据，如客户端向服务端发送数据，服务端的数据处理就是在ChannelHandler中完成。ChannelHandler 本身是一个protocol，我们用到的有ChannelInboundHandler和ChannelOutboundHandler这两个，ChannlPipeline会从头到尾顺序调用ChannelInboundHandler处理数据，从尾到头调用ChannelOutboundHandler数据。

接下来看服务端代码：

class UDPServer {
  private let loopGroup = MultiThreadedEventLoopGroup(numberOfThreads: System.coreCount)

  func listen(on port: Int) {
    let bootstrap = DatagramBootstrap(group: loopGroup)
    .channelOption(ChannelOptions.socket(SocketOptionLevel(SOL_SOCKET), SO_REUSEADDR), value: 1)
    .channelInitializer { 
      (channel) -> EventLoopFuture<Void> in
      channel.pipeline.add(handler: UDPServerHandler())
    }

    do {
      let channel = try bootstrap.bind(host: "127.0.0.1", port: port).wait()
      print("listen on \(channel.localAddress!)")
      try channel.closeFuture.wait()
    } catch {
      print(error)
    }
  }

  final class UDPServerHandler: ChannelInboundHandler {
    typealias InboundIn = AddressedEnvelope<ByteBuffer>
    typealias OutboundOut = AddressedEnvelope<ByteBuffer>

    func channelRead(ctx: ChannelHandlerContext, data: NIOAny) {
      let getData = unwrapInboundIn(data)
      print(getData.data)
    }
  }
}

let server = UDPServer()
server.listen(on: 5656)

运行代码就会可以看到控制台输出: listen on [IPv4]127.0.0.1:5656

我们通过内部类的形式实现了一个 ChannelInboundHandler ，并把它添加到 ChannlPipeline。Handler 需要设置两个东西 InboundIn 和 OutboundOut。

InboundIn：是入站数据的类型，就是接收客户端发过来的数据类型。 OutboundOut：是出站数据的类型，就是返回给客户端的数据类型，同时也是传递给下一个ChannelOutboundHandler的类型。

我们这里用的是 AddressedEnvelope<ByteBuffer> 它里面是一个 SocketAddress 加上 ByteBuffer 。

当客户端发来数据的时候会调用Handler的channelRead(ctx: , data: ) 这里进来的是NIOAny类型，需要调用 Handler 的 unwrapInboundIn() 方法把 NIOAny 转成 InboundIn 类型。

就这样一个简单的UDP服务端就完成了，可以通过各种UDP工具进行测试，或者用SwiftNIO再写一个客户端：

class UDPClient {
  private let loopGroup = MultiThreadedEventLoopGroup(numberOfThreads: System.coreCount)
  private var channel: Channel!

  init(port: Int) {
    let bootstrap = DatagramBootstrap(group: loopGroup)
    .channelOption(ChannelOptions.socket(SocketOptionLevel(SOL_SOCKET), SO_REUSEADDR), value: 1)
    .channelInitializer { 
      (channel) -> EventLoopFuture<Void> in
      channel.pipeline.add(handler: UDPClientHandler())
    }

    do {
      channel = try bootstrap.bind(host: "0.0.0.0", port: port).wait()
      sent(with: "test".data(using: .utf8)!)
    } catch {
      print(error)
    }
  }

  func sent(with data: Data) {
    var byteBuffer = ByteBufferAllocator().buffer(capacity: data.count)
    byteBuffer.write(bytes: data)
    let address = try! SocketAddress(ipAddress: "127.0.0.1", port: 5656)
    channel.writeAndFlush(NIOAny(AddressedEnvelope<ByteBuffer>(remoteAddress: address, data: byteBuffer)), promise: nil)
  }

  final class UDPClientHandler: ChannelInboundHandler {
    typealias InboundIn = AddressedEnvelope<ByteBuffer>

    func channelRead(ctx: ChannelHandlerContext, data: NIOAny) {
      print(data)
    }
  }
}

let client = UDPClient(port: 22222)

到这里，用SwiftNIO构建简单的UDP通讯已经OK了。

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