蚂蚁通信框架实践

前言

互联网领域的通信技术，有各式各样的通信协议可以选择，比如基于 TCP/IP 协议簇的 HTTP(1/2)、SPDY 协议、WebSocket、Google 基于 UDP 的 QUIC 协议等。这些协议，都有完整的报文格式与字段定义，对安全，序列化机制，数据压缩机制，CRC 校验机制等各种通信细节都有较好的设计。能够高效、稳定、且安全地运行在公网环境。

而对于私网环境，比如一个公司的 IDC 内部，如果所有应用的节点间，全部通过标准协议来通信，会有很多问题：比如研发效率方面的影响，我们的研发框架，需要做大量业务数据转化成标准协议的工作；再比如升级兼容性，标准协议的字段众多，版本各异，兼容性也得不到保障；除此还有无用字段的传输，也会造成资源浪费，功能定制也可能不那么灵活。而解决这些问题，比较常见的做法就是自己来设计协议，可以自己来定义字段，制定升级方式，可插拔可开关的特性需求等，我们把这样的协议叫做私有通信协议。

在蚂蚁金服的分布式技术体系下，我们大量的技术产品（非网关类产品），都需要在内网，进行节点间通信。高吞吐、高并发的通信，数量众多的连接管理（C10K 问题），便捷的升级机制，兼容性保障，灵活的线程池模型运用，细致的异常处理与日志埋点等，这些功能都需要在通信协议和实现框架上做文章。本文主要从如下几个方面来对蚂蚁通信框架实践之路进行介绍：

1. 私有通信协议设计
2. 基础通信功能设计要点分析
3. 私有通信协议设计举例
4. 蚂蚁自研通信框架 Bolt

私有通信协议设计

我们的分布式架构，所需要的内部通信模块，采用了私有协议来设计和研发。当然私有协议，也是有很多弊端的，比如在通用性上、公网传输的能力上相比标准协议会有劣势。然而，我们为了最大程度的提升性能，降低成本，提高灵活性与效率，最佳选择还是高度定制化的私有协议：

• 可以有效地利用协议里的各个字段
• 灵活满足各种通信功能需求：比如 CRC 校验，Server Fail-Fast 机制，自定义序列化器
• 最大程度满足性能需求：IO 模型与线程模型的灵活运用

比如一个典型的 Request-Response 通信场景：

1. 在一个通信节点上，如何把一个请求对象，序列化成字节流，通过怎样的网络传输方式，传递到另一个节点
2. 在对端的通信节点上，需要高效的读取字节流，并反序列化成原始的请求对象，然后根据请求内容，做一些逻辑处理。处理完成后，响应返回。
3. 同时，此时要考虑，如何充分利用网络 IO、CPU 以及内存，来保证吞吐和处理效率的最优。

文章后面的内容，比较清晰地介绍了这个通信场景的设计与实现方案。

图1 - 私有协议与必要的功能模块

首先协议设计上，我们需要考虑的几个关键问题：

Protocol

• 协议应该包括哪些必要字段与主要业务负载字段：协议里设计的每个字段都应该被使用到，避免无效字段；
• 需要考虑通信功能特性的支持：比如CRC校验，安全校验，数据压缩机制等；
• 需要考虑协议的可扩展性：充分评估现有业务的需求，设计一个通用，扩展性高的协议，避免经常对协议进行修改；
• 需要考虑协议的升级机制：毕竟是私有协议，没有长期的验证，字段新增或者修改，是有可能发生的，因此升级机制是必须考虑的；

Encoder 与 Decoder

• 协议相关的编解码方式：私有协议需要有核心的encode与decode过程，并且针对业务负载能支持不同的序列化与反序列化机制。这部分，不同的私有协议，由于字段的差异，核心encode和decode过程是不一样的，因此需要分开考虑

Heartbeat

• 协议相关的心跳触发与处理：不同的协议对心跳的需求，处理逻辑也可能是不同的。因此心跳的触发逻辑，心跳的处理逻辑，也都需要单独考虑。

Command 与 Command Handler

• 可扩展的命令与命令处理器管理

  图2 - 通信命令设计举例

• • 负载命令：一般传输的业务的具体数据，比如带着请求参数，响应结果的命令；
  • 控制命令：一些功能管理命令，心跳命令等，它们通常完成一些复杂的分布式跨节点的协调功能，以此来保证负载命令通信过程的稳定，是必不可少的一部分。
  • 协议的通信过程，会有各种命令定义，逻辑上，我们把传输业务具体负载的请求对象，叫做负载命令（Payload Command），另一种叫做控制命令（Control Command），比如一些功能管理命令，或者心跳命令。
  • 定义了通信命令，我们还需要定义命令处理器，用来编写各个命令对应的业务处理逻辑。同时，我们需要保存命令与命令处理器的映射关系，以便在处理阶段，走到正确的处理器。

有了私有协议的设计要点，我们接下来分两部分来介绍下实现：基础通信模块与私有协议设计举例。

首先是基础通信功能模块的实现，这部分沉淀了我们的一些优化和最佳实践，可以被不同的私有协议复用。

基础通信功能设计要点分析

蚂蚁的中间件产品，主要是 Java 语言开发，如果通信产品直接用原生的 Java NIO 接口开发，工作量相当庞大。通常我们会选择一些基础网络编程框架，而在基础网络通信框架上，我们也经历了自研（比如伯岩的 Gecko）、基于 Apache Mina 实现。最终，由于 Netty 在网络编程领域的出色表现，我们逐步切换到了 Netty 上。

Netty 在 2008 年就发布了3.0.0 版本，到现在已经经历了 10 年多的发展。而且从 4.x之后的版本，把无锁化的设计理念放在第一位，然后针对内存分配，高效的 Queue 队列，高吞吐的超时机制等，做了各种细节优化。同时 Netty 的核心 Committer 与社区非常活跃，如果发现了缺陷能够及时得到修复。所有这些，使得 Netty 性能非常的出色和稳定，成为当下 Java 领域最优秀的网络通信组件。接下来主要介绍我们对 Netty 的学习经验，内部使用上的一些最佳实践。

网络 IO 模型与线程模型

图3 - Netty与Reactor

如果你对 Java 网络 IO 这个话题感兴趣的话，肯定看过 Doug Lea 的《Scalable IO in Java》，在这个 PPT 里详细介绍了如何使用 Java NIO 的技术来实现 Douglas C. Schmidt 发表的 Reactor 论文里所描述的 IO 模型。针对这个高效的通信模型，Netty 做了非常友好的支持：

• Reactor模型

• • 我们只需要在初始化 ServerBootstrap 时，提供两个不同的 EventLoopGroup实例，就实现了 Reactor 的主从模型。我们通常把处理建连事件的线程，叫做 BossGroup，对应 ServerBootstrap 构造方法里的 parentGroup参数，即我们常说的 Acceptor 线程；处理已创建好的 channel 相关连 IO 事件的线程，叫做 WorkerGroup，对应 ServerBootstrap 构造方法里的 childGroup 参数，即我们常说的 IO 线程。

  • 最佳实践：通常 bossGroup 只需要设置为 1 即可，因为 ServerSocketChannel 在初始化阶段，只会注册到某一个 eventLoop 上，而这个 eventLoop 只会有一个线程在运行，所以没有必要设置为多线程；

    而 IO 线程，为了充分利用 CPU，同时考虑减少线上下文切换的开销，通常设置为 CPU 核数的两倍，这也是 Netty 提供的默认值。

• 串行化设计理念

• • Netty 从 4.x 的版本之后，所推崇的设计理念是串行化处理一个 Channel 所对应的所有 IO 事件和异步任务，单线程处理来规避并发问题。Netty 里的 Channel在创建后，会通过 EventLoopGroup 注册到某一个 EventLoop上，之后该 Channel 所有读写事件，以及经由 ChannelPipeline 里各个 Handler 的处理，都是在这一个线程里。一个 Channel 只会注册到一个 EventLoop 上，而一个 EventLoop 可以注册多个 Channel 。所以我们在使用时，也需要尽可能避免使用带锁的实现，能无锁化就无锁。
  • 最佳实践：Channel 的实现是线程安全的，因此我们通常在运行时，会保存一个 Channel 的引用，同时为了保持 Netty 的无锁化理念，也应该尽可能避免使用带锁的实现，尤其是在 Handler 里的处理逻辑。举个例子：这里会有一个比较特殊的容易死锁的场景，比如在业务线程提交异步任务前需要先抢占某个锁，Handler里某个异步任务的处理也需要获取同一把锁。如果某一个时刻业务线程先拿到锁 lock1，同时 Handler 里由于事件机制触发了一个异步任务 A，并在业务线程提交异步任务之前，提交到了 EventLoop 的队列里。之后，业务线程提交任务 B，等待 B 执行完成后才能释放锁 lock1；而任务 A 在队列里排在 B 之前，先被执行，执行过程需要获取锁 lock1 才能完成。这样死锁就发生了，与常见的资源竞争不同，而是任务执行权导致的死锁。要规避这类问题，最好的办法就是不要加锁；如果实在需要用锁，需要格外注意 Netty 的线程模型与任务处理机制。

• 业务处理

• • IO 密集型的轻计算业务：此时线程的上下文切换消耗，会比 IO 线程的占用消耗更为突出，所以我们通常会建议在 IO 线程来处理请求；
  • CPU 密集型的计算业务：比如需要做远程调用，操作 DB 的业务，此时 IO 线程的占用远远超过线程上下文切换的消耗，所以我们就会建议在单独的业务线程池里来处理请求，以此来释放 IO 线程的占用。该模式，也是我们蚂蚁微服务，消息通信等最常使用的模型。该模式在后面的 RPC 协议实现举例部分会详细介绍。
  • 如文章开头所描述的场景，我们需要合理设计，来将硬件的 IO 能力，CPU 计算能力与内存结合起来，发挥最佳的效果。针对不同的业务类型，我们会选择不同的处理方式
  • 最佳实践：“Never block the event loop, reduce context-swtiching”，引自Netty committer Norman Maurer，另外阿里 HSF 的作者毕玄也有类似的总结。

• 其他实践建议

• • 最小化线程池，能复用 EventLoopGroup 的地方尽量复用。比如蚂蚁因为历史原因，有过两版 RPC 协议，在两个协议升级过渡期间，我们会复用 Acceptor 线程与 IO 线程在同一个端口处理不同协议的请求；除此，针对多应用合并部署的场景，我们也会复用 IO 线程防止一个进程开过多的 IO 线程。
  • 对于无状态的 ChannelHandler ，设置成共享模式。比如我们的事件处理器，RPC 处理器都可以设置为共享，减少不同的 Channel 对应的 ChannelPipeline 里生成的对象个数。
  • 正确使用 ChannelHandlerContext 的 ctx.write() 与 ctx.channel().write() 方法。前者是从当前 Handler 的下一个 Handler开始处理，而后者会从 tail 开始处理。大多情况下使用 ctx.write() 即可。
  • 在使用 Channel 写数据之前，建议使用 isWritable() 方法来判断一下当前 ChannelOutboundBuffer 里的写缓存水位，防止 OOM 发生。不过实践下来，正常的通信过程不太会 OOM，但当网络环境不好，同时传输报文很大时，确实会出现限流的情况。

连接管理

为了提高通信效率，我们需要考虑复用连接，减少 TCP 三次握手的次数，因此需要有连接管理的机制。而在业务的通信场景中，我们还识别到一些不得不走硬负载（比如 LVS VIP）的场景，此时如果只建立单链接，可能会出现负载不均衡的问题，此时需要建立多个连接，来缓解负载不均的问题。我们需要设计一个针对某个连接地址（IP 与 Port 唯一确定的地址）建立特定数目连接的实现，同时保存在一个连接池里。该连接池设计了一个通用的 PoolKey不限定 Key 的类型。

需要注意的是，这里的建连过程，有一个并发问题要解，比如客户端在高并发的调用建连接口时，如何保证建立的连接刚好是所设定的个数呢？为了配合 Netty 的无锁理念，我们也采用一个无锁化的建连过程来实现，利用 ConcurrentHashMap 的 putIfAbsent 接口：

代码1 - 无锁建连代码

除此，我们的连接管理，还要具备定时断连功能，自动重连功能，自定义连接选择算法功能来适用不同的连接场景。

• 最佳实践：在 Netty 的 4.0.28.Final#3218 里，提供了一种 ChannelPool 的接口类与默认实现，其中 FixedChannelPool 与我们实现的连接池做的事情一样。而 Netty 采用了更巧妙的方式来规避并发问题，即在初始化 FixedChannelPool 时，就将其关联到某一个 eventLoop 上，后续的建连动作，采用经典的 inEventLoop()方法来判断，如果不在 eventLoop 线程，则入队等待下次调度。如此规避了并发问题。这个功能，我们目前还没有实践过，后续计划采用这个官方实现重构一版。

基础通信模型

图4 - 几种通信模型

如图所示，我们实现了多种通信接口 oneway ，sync ，future ，callback 。图中都是ping/pong模式的通信，蓝色部分表示线程正在执行任务

• 可以看到 oneway 不关心响应，请求线程不会被阻塞，但使用时需要注意控制调用节奏，防止压垮接收方；
• sync 调用会阻塞请求线程，待响应返回后才能进行下一个请求。这是最常用的一种通信模型；
• future 调用，在调用过程不会阻塞线程，但获取结果的过程会阻塞线程；
• callback 是真正的异步调用，永远不会阻塞线程，结果处理是在异步线程里执行。

超时控制

图5 - 超时控制模型

除了 oneway 模式，其他三种通信模型都需要进行超时控制，我们同样采用 Netty 里针对超时机制，所设计的高效方案 HashedWheelTimer 。如图所示，其原理是首先在发起调用前，我们会新增一个超时任务 timeoutTask 到 MpscQueue（Netty 实现的一种高效的无锁队列）里，然后在循环里，会不断的遍历 Queue 里的这些超时任务（每次最多10万），针对每个任务，会根据其设置的超时时间，来计算该任务所属于的 bucket 位置与剩余轮数 remainingRounds ，然后加入到对应 bucket 的链表结构里。随着 tick++ 的进行，时间在不断的增长，每 tick 8 次，就是 1 个时间轮 round。当对应超时任务的remainingRounds减到 0 时，就是触发这个超时任务的时候，此时再执行其 run() 方法，做超时逻辑处理。

• 最佳实践：通常一个进程使用一个HashedWheelTimer实例，采用单例模型即可。

批量解包与批量提交

图6 - 批量解包与批量提交

Netty 提供了一个方便的解码工具类 ByteToMessageDecoder ，如图上半部分所示，这个类具备 accumulate 批量解包能力，可以尽可能的从 socket 里读取字节，然后同步调用 decode 方法，解码出业务对象，并组成一个 List 。最后再循环遍历该 List ，依次提交到 ChannelPipeline 进行处理。此处我们做了一个细小的改动，如图下半部分所示，即将提交的内容从单个 command ，改为整个 List 一起提交，如此能减少 pipeline 的执行次数，同时提升吞吐量。这个模式在低并发场景，并没有什么优势，而在高并发场景下对提升吞吐量有不小的性能提升。

• 最佳实践：ByteToMessageDecoder 因为内部的实现有成员变量，不是无状态的，所以一定不能被设置为 @Sharable

其他有用的功能

• 事件触发与监听机制

• • Netty 的 ChannelHandler 完美实现了拦截器模式。在 ChannelHandler 里 hook 了各个IO事件与IO操作的方法，我们可以方便的覆写这些方法，来加一些自定义的逻辑。比如为了把建连，断连事件触发给上层业务，方便做一些准备或者优雅关闭的处理，我们实现一个继承了 ChannelInBoundHandler 与 ChannelOutboundHandler的处理器，覆盖这些事件所对应的建连与断连方法，然后设计一套业务的 event 感知逻辑即可。

• 双工通信

• • 我们知道 TCP 是可以提供全双工的通信能力的。因此，当客户端与服务端建立连接后，我们是可以由服务端发起通信请求，客户端来处理的。而为了支持这个功能，我们只需要把可以复用的 inboundHandler 与 outboundHandler 在 客户端的 Bootstrap 与服务端的 ServerBootstrap 里都注册一遍即可

有了私有协议的设计要点，与基础通信模块的实现，我们来看一个私有协议设计的举例，一种典型的 RPC 特征的通信实现。

私有通信协议举例

通信协议的设计

图7 - 协议字段举例

• ProtocolCode ：如果一个端口，需要处理多种协议的请求，那么这个字段是必须的。因为需要根据 ProtocolCode来进入不同的核心编解码器。比如在支付宝，因为曾经使用过基于mina开发的通信框架，当时设计了一版协议。因此，我们在设计新版协议时，需要预留该字段，来适配不同的协议类型。该字段可以在想换协议的时候，方便的进行更换。

• ProtocolVersion ：确定了某一种通信协议后，我们还需要考虑协议的微小调整需求，因此需要增加一个 version的字段，方便在协议上追加新的字段

  

图8 - 协议号与版本号的关系

• RequestType ：请求类型， 比如request response oneway
• CommandCode ：请求命令类型，比如 request 可以分为：负载请求，或者心跳请求。oneway 之所以需要单独设置，是因为在处理响应时，需要做特殊判断，来控制响应是否回传。
• CommandVersion ：请求命令版本号。该字段用来区分请求命令的不同版本。如果修改 Command 版本，不修改协议，那么就是纯粹代码重构的需求；除此情况，Command 的版本升级，往往会同步做协议的升级。
• RequestId ：请求 ID，该字段主要用于异步请求时，保留请求存根使用，便于响应回来时触发回调。另外，在日志打印与问题调试时，也需要该字段。
• Codec ：序列化器。该字段用于保存在做业务的序列化时，使用的是哪种序列化器。通信框架不限定序列化方式，可以方便的扩展。
• Switch ：协议开关，用于一些协议级别的开关控制，比如 CRC 校验，安全校验等。
• Timeout ：超时字段，客户端发起请求时，所设置的超时时间。该字段非常有用，在后面会详细讲解用法。
• ResponseStatus ：响应码。从字段精简的角度，我们不可能每次响应都带上完整的异常栈给客户端排查问题，因此，我们会定义一些响应码，通过编号进行网络传输，方便客户端定位问题。
• ClassLen ：业务请求类名长度
• HeaderLen ：业务请求头长度
• ContentLen ：业务请求体长度
• ClassName ：业务请求类名。需要注意类名传输的时候，务必指定字符集，不要依赖系统的默认字符集。曾经线上的机器，因为运维误操作，默认的字符集被修改，导致字符的传输出现编解码问题。而我们的通信框架指定了默认字符集，因此躲过一劫。
• HeaderContent ：业务请求头
• BodyContent ：业务请求体
• CRC32 ：CRC校验码，这也是通信场景里必不可少的一部分，而我们金融业务属性的特征，这个显得尤为重要。

灵活的反序列化时机控制

从上面的协议介绍，可以看到协议的基本字段所占用空间是比较小的，目前只有24个字节。协议上的主要负载就是 ClassName ，HeaderContent ， BodyContent 这三部分。这三部分的序列化和反序列化是整个请求响应里最耗时的部分。在请求发送阶段，在调用 Netty 的写接口之前，会在业务线程先做好序列化，这里没有什么疑问。而在请求接收阶段，反序列化的时机就需要考虑一下了。结合上面提到的最佳实践的网络 IO 模型，请求接收阶段，我们有 IO 线程，业务线程两种线程池。为了最大程度的配合业务特性，保证整体吞吐我们设计了精细的开关来控制反序列化时机：

图9 - 反序列化与业务处理时序图

表格1 - 反序列化场景具体介绍

Server Fail-Fast 机制

图10 - Server Fail-Fast机制

在协议里，留意到我们有timeout这个字段，这个是把客户端发起调用时，所设置的超时时间通过协议传到了 Server 端。有了这个，我们就可以实现 Fail-Fast 快速失败的机制。比如当客户端设置超时时间 1s，当请求到达 Server 开始计时 arriveTimeStamp ，到任务被线程调度到开始处理时，记录 startToProcessTimestamp ，二者的差值即请求反序列化与线程池排队的时延，如果这个时间间隔已经超过了 1s，那么请求就没有必要被处理了。这个机制，在服务端出现处理抖动时，对于快速恢复会很有用。

• 最佳实践：不要依赖跨系统的时钟，因为时钟可能会不一致，跨系统就会出现误差，因此是从请求到达 Server 的那一刻，在 Server 的进程里开始计时。

用户请求处理器(UserProcessor)

在通用设计部分，我们提到了命令处理器。而为了方便开发者使用，我们还提供了一个用户请求处理器，即在 RPC 的命令处理器中，再增加一层映射关系，保存的是 业务传输对象的 className 与 UserProcessor 的对应关系。此时服务端只需要简单注册一个 className 对应的processor，并提供一个独立的 executor ，就可以实现在业务线程处理请求了。

图11 - 命令处理器与用户请求处理器的关系

除此，我们还设计了一个 RemotingContext 用于保存请求处理阶段的一些通信层的关键辅助类或者信息，方便通信框架开发者使用；同时还提供了一个 BizContext ，有选择把通信层的信息暴露给框架使用者，方便框架使用者使用。有了用户请求处理器，以及上下文的传递机制，我们就可以方便的把通信层处理逻辑与业务处理逻辑联动起来，比如一些开关的控制，字段的传递等定制功能：

• 请求超时处理开关：用于开关 Server Fail-Fast 机制。
• IO 线程业务处理开关：用户可以选择在 IO 线程处理业务请求；或者在业务线程来处理。
• 线程池选择器 ExecutorSelector ：用户可以提供多个业务线程池，使用 ExecutorSelector 来实现选择逻辑
• 泛化调用的支持：序列化请求与反序列化响应阶段，针对泛化调用，使用特殊的序列化器。而是否开启该功能，需要依赖上下文来传递一些标识。

其他实现细节

• 可扩展的序列化机制

  针对业务对象里的 HeaderContent 与 BodyContent ，我们提供了用户自定义逻辑：用户可以结合自身的请求内容做定制的序列化和反序列化动作；如果用户没有自定义，那么会默认使用 Bolt 框架当前集成的序列化器，比如 Hessian（默认使用）、FastJson 等。

• 埋点与异常处理

  为了精细化请求处理过程，我们会记录请求发送阶段的建连耗时，客户端超时时间，请求到达时间，线程调度等待时间等，然后通过上下文传递机制，连通业务与通信层；同时还会细化各个异常场景，比如请求超时异常，服务端线程池繁忙，序列化异常（请求与响应），反序列化异常（请求与响应）等。有了这些就能方便进行问题排查和快速定位。

• 日志打印

  

  图12 - 日志模板

  作为通信框架，必要的日志打印也是很重要的。比如可以打印建连与断连的日志，便于排查连接问题；一些关键的异常场景也可以打印出来，方便定位问题；还可以打印一些关键字，来表示程序 BUG，便于框架开发者定位和分析。而打印日志的方式，我们选择依赖日志门面 SLF4J ，然后提供不同的日志实现所需要的配置文件。运行时，根据业务所依赖的日志实现（比如 log4j ， log4j2 ， logback 来动态加载日志配置）。同时默认使用异步 logger来打印日志。

蚂蚁通信框架-BOLT

• 为了让 Java 程序员，花更多的时间在一些 Productive 的事情上，而不是纠结底层 NIO 的实现，处理难以调试的网络问题，Netty 应运而生
• 为了让中间件的开发者，花更多的时间在中间件的特性实现上，而不是重复地一遍遍制造通信框架的轮子，Bolt 应运而生。

Bolt 即为本文所描述的方法论的一个实践实现，名字取自迪士尼动画，闪电狗。定位是一个基于 Netty 最佳实践过的，通用、高效、稳定的通信框架。我们希望能把这些年，在 RPC，MSG 在网络通信上碰到的问题与解决方案沉淀到这个基础组件里，不断的优化和完善它。让更多的需要网络通信的场景能够统一受益。目前已经运用在了蚂蚁中间件的微服务，消息中心，分布式事务，分布式开关，配置中心等众多产品上。

除了 Bolt 提供的高效通信能力外，还可以方便的进行协议适配的工作。比如蚂蚁内部之前使用的 RPC 协议是 Tr 协议，是基于 Apache Mina 开发的老版本通信框架，由于年久失修，同时性能逐步落伍，我们重新设计了 Bolt 协议，精简以及新增了一些协议字段，同时切换到了 Netty 上。在新老 RPC 协议的切换期间，我们利用 Bolt 进行了协议适配，开发了 BoltTrAdaptor，最大程度的复用基础通信能力，仅仅把协议相关的部分单独实现，以此来保证新老协议调用的兼容性。

针对蚂蚁内部的新老通信框架，我们进行了细致的压测，如下图所示。我们的压测环境是，4 核10G 的虚拟机，千兆网卡，请求与响应包大小 1024 字节，分别压测了四种场景。由压测结果能看出 Bolt -> Bolt 的场景，整体吞吐量最大，平均RT最小，同时对比了 IO ，CPU 使用率等情况，资源整体利用率上也提升很多。

图13 - 压测TPS数据

图14 - 压测平均RT数据

Bolt 在实验室里的极限性能压测，采用的是 32 核物理机，万兆网卡的环境，请求和响应 100 字节负载，服务端收到请求后马上返回响应，瓶颈基本就是业务线程池所使用的 ArrayBlockingQueue LinkedBlockingQueue 的性能瓶颈，压力到了十多万，就会出现较大幅度的毛刺和抖动。纯粹为了压测场景，改成使用 SynchronousQueue 后，毛刺减少了很多，基本能稳定在 30W TPS 的处理能力。

写在最后

近期我们也在准备开源蚂蚁 Bolt 通信框架，主要是吸取 Netty 的开源精神，回馈社区，与社区共建与完善。如果你也有制造通信框架轮子的需求，或者想适配内部的自有或者开源通信协议（比如 Dubbo 等），可以试一下蚂蚁 Bolt 通信框架，敬请期待！

参考

1. Scalable IO in Java, Slides, by Doug Lea, http://gee.cs.oswego.edu/dl/cpjslides/nio.pdf
2. Reactor, Thesis, by Douglas C. Schmidt, http://www.dre.vanderbilt.edu/~schmidt/PDF/reactor-siemens.pdf
3. Hashed and Hierarchical Timing Wheels, Thesis, by George Varghese and Anthony Lauck, http://www.cs.columbia.edu/~nahum/w6998/papers/ton97-timing-wheels.pdf
4. Netty Best Practices, Slides, by Norman Maurer, http://normanmaurer.me/presentations/2014-facebook-eng-netty/slides.html
5. NSF-RPC的优化过程，博客文章，来自毕玄，http://bluedavy.me/?p=384
6. Netty 源码分析系列 ，博客文章，来自永顺，https://segmentfault.com/a/1190000007282628
7. 《Netty权威指南》，书籍，来自李林锋
8. 《Netty实战》，书籍，来自Norman Maurer等著，何品翻译

附文中提到的一些链接地址信息

1. Gecko: https://github.com/killme2008/gecko
2. Mina: http://mina.apache.org/
3. Netty: http://netty.io/
4. Stackoverflow - Do we need more than a single thread for boss group?：https://stackoverflow.com/questions/22280916/do-we-need-more-than-a-single-thread-for-boss-group
5. [#3218] Add ChannelPool abstraction and implementations：https://github.com/netty/netty/pull/3607

作者：蚂蚁技术团队
链接：https://mp.weixin.qq.com/s/JRsbK1Un2av9GKmJ8DK7IQ
版权归作者所有，转载请注明出处

http://www.jiangxinlingdu.com/netty/2018/11/23/bolt.html