Netty笔记(1) - Netty概述 和 框架结构

概述

1. 基于NIO 的框架,目的是简化开发NIO的工作量
2. 异步的 ,基于事件驱动的网络应用程序框架，用以快速开发高性能、高可靠性的网络 IO 程序
3. Netty 是目前最流行的 NIO 框架，Netty 在互联网领域、大数据分布式计算领域、游戏行业、 通信行业等获得了广泛的应用

传统线程模型 和 Reactor模式

1. 传统 阻塞I/O 模型

写过原生java socket编程的都清楚 , client每次连接都会创建一个线程 用于维护连接,如果没有数据读取,线程也会一直保持阻塞,连接一多,及其耗费系统资源.

2.Reactor模式

又称为 反应器模式,分发者模式 通知者模式
特点:

• Reactor 模式，通过一个或多个输入同时传递给服务处理器的模式(基于事件驱动)

• 服务器端程序处理传入的多个请求,并将它们同步分派到相应的处理线程， 因此Reactor模式也 叫Dispatcher模式(分发)

• Reactor 模式使用IO复用监听事件, 收到事件后，分发给某个线程(进程)

如图所示,只需 ServiceHandler维护连接即可,并监听客户端发出的各种请求时间,并分类交由 对应的事件处理器处理,例如 连接事件,读请求,等等. 待处理完成后 ,并释放自身占用的线程.重复使用

Reactor 模式的三种实现:

单Reactor单线程:

实现思路:

1. 服务器端用一个线程通过多路复用搞定所有的 IO 操作（包括连接，读、写等）

2. 多客户端过来的连接 处理还是 业务处理都是同一个线程. 编码简单，清晰明了，但是如果客户端连接数量较多，将无法支撑( 接待员和服务员 是同一个人 )

单Reactor多线程

实现思路:

1. Reactor 对象通过select 监控客户端请求事件, 收到事件后，通过dispatch进行分发

2. 如果建立连接请求, 则由Acceptor 通过accept 处理连接请求, 然后创建一个Handler对象处理完成连接后的各种事件

3. 如果不是连接请求，则由reactor分发调用连接对应的handler 来处理

4. handler 只负责响应事件，不做具体的业务处理, 通过read 读取数据后，会分发给后面的worker线程池的某个线程处理业务

5. worker 线程池会分配独立线程完成真正的业务，并将结果返回给handler

6. handler收到响应后，通过send 将结果返回给client

Reator 仅仅只是接受各种事件,具体的工作由Worker线程池中Worker去处理,如果请求过多,单线程的Reator还是会出现瓶颈(一个接待员 多个服务员)

主从Reactor 多线程

1. Reactor主线程 MainReactor 对象通过select 监听连接事件, 收到事件后，通过Acceptor 处理连接事件

2. 当 Acceptor 处理连接事件后，MainReactor 将连接分配给SubReactor

3. subreactor 将连接加入到连接队列进行监听,并创建handler进行各种事件处理

4. 当有新事件发生时， subreactor 就会调用对应的handler处理

5. handler 通过read 读取数据，分发给后面的worker 线程处理

6. worker 线程池分配独立的worker 线程进行业务处理，并返回结果

7. handler 收到响应的结果后，再通过send 将结果返回给client

8. Reactor 主线程可以对应多个Reactor 子线程, 即MainRecator 可以关联多个SubReactor

监听请求的Reactor也变成多个,由主监听连接事件 由从监听其他事件 这样的组合也有可以有多个(多个接待员 多个服务员)

Netty模型

1. Netty抽象出两组线程池 BossGroup 专门负责接收客户端的连接, WorkerGroup 专门负责网络的读写
2. BossGroup 和 WorkerGroup 类型都是 NioEventLoopGroup
3. NioEventLoopGroup 相当于一个事件循环组, 这个组中含有多个事件循环 ，每一个事件循环是NioEventLoop
4. NioEventLoop 表示一个不断循环的执行处理任务的线程， 每个NioEventLoop 都有一个selector , 用于监听绑定在其上的socket的网络通讯
5. NioEventLoopGroup 可以有多个线程, 即可以含有多个NioEventLoop
6. 每个Boss NioEventLoop 循环执行的步骤有3步

• 轮询连接 事件
• 处理 连接 事件 , 与client建立连接 , 生成NioScocketChannel , 并将其注册到某个worker NIOEventLoop 上的 selector
• 处理任务队列的任务 ， 即 runAllTasks

7. 每个 Worker NIOEventLoop 循环执行的步骤

• 轮询read, write 事件
• 处理i/o事件， 即read , write 事件，在对应NioScocketChannel 处理
• 处理任务队列的任务 ， 即 runAllTasks

8. 每个Worker NIOEventLoop 处理业务时，会使用pipeline(管道), pipeline 中包含了 channel , 即通过pipeline 可以获取到对应通道, 管道中维护了很多的 处理器

Netty 将 Reactor 和 Handler 分别抽象为 BossGroup 和 WorkerGrop 其中每个Group中都维护了多个事件循环对象:NioEventLoop 每个事件循环 都保持一个for无限循环,监听其感兴趣的 事件发生 并处理 .