netty 概念篇
netty是什么?
Netty是由JBOSS提供的一个java开源框架。Netty提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具,用以快速开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序。
也就是说,Netty 是一个基于NIO的客户、服务器端编程框架,使用Netty 可以确保你快速和简单的开发出一个网络应用,例如实现了某种协议的客户、服务端应用。Netty相当于简化和流线化了网络应用的编程开发过程,例如:基于TCP和UDP的socket服务开发。
“快速”和“简单”并不用产生维护性或性能上的问题。Netty 是一个吸收了多种协议(包括FTP、SMTP、HTTP等各种二进制文本协议)的实现经验,并经过相当精心设计的项目。最终,Netty 成功的找到了一种方式,在保证易于开发的同时还保证了其应用的性能,稳定性和伸缩性。
Netty和Tomcat有什么区别?
Netty和Tomcat最大的区别就在于通信协议,Tomcat是基于Http协议的,他的实质是一个基于http协议的web容器,但是Netty不一样,他能通过编程自定义各种协议,因为netty能够通过codec自己来编码/解码字节流,完成类似redis访问的功能,这就是netty和tomcat最大的不同。
有人说netty的性能就一定比tomcat性能高,其实不然,tomcat从6.x开始就支持了nio模式,并且后续还有arp模式——一种通过jni调用apache网络库的模式,相比于旧的bio模式,并发性能得到了很大提高,特别是arp模式,而netty是否比tomcat性能更高,则要取决于netty程序作者的技术实力了。
为什么Netty受欢迎?
如第一部分所述,netty是一款收到大公司青睐的框架,在我看来,netty能够受到青睐的原因有三:
- 并发高
- 传输快
- 封装好
Netty为什么并发高?
Netty是一款基于NIO(Nonblocking I/O,非阻塞IO)开发的网络通信框架,对比于BIO(Blocking I/O,阻塞IO),他的并发性能得到了很大提高,两张图让你了解BIO和NIO的区别:
阻塞方式的io
非阻塞方式的io
从这两图可以看出,NIO的单线程能处理连接的数量比BIO要高出很多,而为什么单线程能处理更多的连接呢?原因就是图二中出现的Selector
。
当一个连接建立之后,他有两个步骤要做,第一步是接收完客户端发过来的全部数据,第二步是服务端处理完请求业务之后返回response给客户端。NIO和BIO的区别主要是在第一步。
在BIO中,等待客户端发数据这个过程是阻塞的,这样就造成了一个线程只能处理一个请求的情况,而机器能支持的最大线程数是有限的,这就是为什么BIO不能支持高并发的原因。
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- BIO,同步阻塞IO,阻塞整个步骤,如果连接少,他的延迟是最低的,因为一个线程只处理一个连接,适用于少连接且延迟低的场景,比如说数据库连接。
- NIO,同步非阻塞IO,阻塞业务处理但不阻塞数据接收,适用于高并发且处理简单的场景,比如聊天软件。
- 多路复用IO,他的两个步骤处理是分开的,也就是说,一个连接可能他的数据接收是线程a完成的,数据处理是线程b完成的,他比BIO能处理更多请求,但是比不上NIO,但是他的处理性能又比BIO更差,因为一个连接他需要两次system call,而BIO只需要一次,所以这种IO模型应用的不多。
- 信号驱动IO,这种IO模型主要用在嵌入式开发,不参与讨论。
- 异步IO,他的数据请求和数据处理都是异步的,数据请求一次返回一次,适用于长连接的业务场景。
Netty为什么传输快?
Netty针对这种情况,使用了NIO中的另一大特性——零拷贝,当他需要接收数据的时候,他会在堆内存之外开辟一块内存,数据就直接从IO读到了那块内存中去,在netty里面通过ByteBuf可以直接对这些数据进行直接操作,从而加快了传输速度。
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为什么说Netty封装好?
- Channel,表示一个连接,可以理解为每一个请求,就是一个Channel。
- ChannelHandler,核心处理业务就在这里,用于处理业务请求。
- ChannelHandlerContext,用于传输业务数据。
- ChannelPipeline,用于保存处理过程需要用到的ChannelHandler和ChannelHandlerContext。
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Codec
Netty中的编码/解码器,通过他你能完成字节与pojo、pojo与pojo的相互转换,从而达到自定义协议的目的。
在Netty里面最有名的就是HttpRequestDecoder和HttpResponseEncoder了。