Netty-01

 Netty简介

• Netty 是由 JBOSS 提供的一个 Java 开源框架，现为 Github 上的独立项目。
• Netty 是一个异步的、基于事件驱动的网络应用框架，用以快速开发高性能、高可靠性的网络 IO 程序。
• Netty 主要针对在 TCP 协议下，面向 Client 端的高并发应用，或者 Peer-to-Peer 场景下的大量数据持续传输的应用。
• Netty 本质是一个 NIO 框架，适用于服务器通讯相关的多种应用场景。
• 要透彻理解 Netty，需要先学习 NIO，这样我们才能阅读 Netty 的源码。

Netty 的应用场景

互联网行业

1. 互联网行业：在分布式系统中，各个节点之间需要远程服务调用，高性能的 RPC 框架必不可少，Netty 作为异步高性能的通信框架，往往作为基础通信组件被这些 RPC 框架使用。
2. 典型的应用有：阿里分布式服务框架 Dubbo 的 RPC 框 架使用 Dubbo 协议进行节点间通信，Dubbo 协议默认使用 Netty 作为基础通信组件，用于实现各进程节点之间的内部通信。

游戏行业

1. 无论是手游服务端还是大型的网络游戏，Java 语言得到了越来越广泛的应用。
2. Netty 作为高性能的基础通信组件，提供了 TCP/UDP 和 HTTP 协议栈，方便定制和开发私有协议栈，账号登录服务器。
3. 地图服务器之间可以方便的通过 Netty 进行高性能的通信。

大数据领域

1. 经典的 Hadoop 的高性能通信和序列化组件 Avro 的 RPC 框架，默认采用 Netty 进行跨界点通信。
2. 它的 NettyService 基于 Netty 框架二次封装实现。

其它开源项目使用到 Netty

网址：https://netty.io/wiki/related-projects.html

为了更好的学习netty，我们必须先了解NIO

NIO

NIO是什么？

java.nio全称java non-blocking IO，是指jdk1.4 及以上版本里提供的新api（New IO） ，为所有的原始类型（boolean类型除外）提供缓存支持的数据容器，使用它可以提供非阻塞式的高伸缩性网络。

简单点来说就是非阻塞性IO。以下用个图来表示下

可以看出一个线程来处理三个客户端端连接，上图为啥说是非阻塞的呢？

同步非阻塞：服务器实现模式是一个线程处理多个请求(连接)，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求就进行处理。说人话就是一个线程轮询处理这三个请求，类似cpu处理线程一样。

以上就是NIO的简单概括在这顺便说下其它IO模式:

• BIO （Blocking I/O）：同步阻塞I/O模式，数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。这里使用那个经典的烧开水例子，这里假设一个烧开水的场景，有一排水壶在烧开水，BIO的工作模式就是， 叫一个线程停留在一个水壶那，直到这个水壶烧开，才去处理下一个水壶。但是实际上线程在等待水壶烧开的时间段什么都没有做。

• NIO （New I/O）：同时支持阻塞与非阻塞模式，但这里我们以其同步非阻塞I/O模式来说明，那么什么叫做同步非阻塞？如果还拿烧开水来说，NIO的做法是叫一个线程不断的轮询每个水壶的状态，看看是否有水壶的状态发生了改变，从而进行下一步的操作。

• AIO （ Asynchronous I/O）：异步非阻塞I/O模型。异步非阻塞与同步非阻塞的区别在哪里？异步非阻塞无需一个线程去轮询所有IO操作的状态改变，在相应的状态改变后，系统会通知对应的线程来处理。对应到烧开水中就是，为每个水壶上面装了一个开关，水烧开之后，水壶会自动通知我水烧开了。

在这主要说下NIO对于其它IO模式不再赘述。

NIO的三大组件 Channel & Buffer&Selector

Channel

channel 有一点类似于 stream，它就是读写数据的双向通道，可以从 channel 将数据读入 buffer，也可以将 buffer 的数据写入 channel，而之前的 stream 要么是输入（InputStream），要么是输出（OutputStream），channel 比 stream 更为底层。其实可以理解为一个供数据流转的通道。

常见的 Channel 有

• FileChannel

• DatagramChannel

• SocketChannel

• ServerSocketChannel

以上是channel和buffer的关系图，因为数据是在channel中流转的，数据暂存区在哪呢？那当然就是buffer了。

Buffer

buffer 则用来缓冲读写数据，常见的 buffer 有

• ByteBuffer

• ShortBuffer

• IntBuffer

• LongBuffer

• FloatBuffer

• DoubleBuffer

• CharBuffer

Selector

selector 单从字面意思不好理解，需要结合服务器的设计演化来理解它的用途

⚠️ 多线程版缺点

• 内存占用高

• 线程上下文切换成本高

• 只适合连接数少的场景

线程池版设计

 

⚠️ 线程池版缺点

• 阻塞模式下，线程仅能处理一个 socket 连接

• 仅适合短连接场景

selector 版设计

selector 的作用就是配合一个线程来管理多个 channel，获取这些 channel 上发生的事件，这些 channel 工作在非阻塞模式下，不会让线程吊死在一个 channel 上。适合连接数特别多，但流量低的场景（low traffic）

调用 selector 的 select() 会阻塞直到 channel 发生了读写就绪事件，这些事件发生，select 方法就会返回这些事件交给 thread 来处理