Netty簡(jiǎn)介

Netty是由JBoss開(kāi)發(fā)，基于JAVA NIO的一個(gè)高性能通信框架。之前幾篇文章介紹了Java NIO的一些基本的概念和API。但在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)中，其實(shí)很少使用Java NIO原生的API。主要有以下原因：

• 原生API使用單線程模型，不能很好利用多核優(yōu)勢(shì)，如果自己去寫多線程結(jié)合起來(lái)比較麻煩；
• 原生API是直接使用的IO數(shù)據(jù)，沒(méi)有做任何封裝處理，對(duì)數(shù)據(jù)的編解碼、TCP的粘包和拆包、客戶端斷連、網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性方面沒(méi)有做處理；

在《Netty權(quán)威指南》這本書里提到一個(gè)真實(shí)的故事，兩個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)都要做基于NIO非阻塞特性構(gòu)建高性能、異步和高可靠性的底層通信框架，但一個(gè)團(tuán)隊(duì)選擇了基于Java NIO API從頭開(kāi)發(fā)，另一個(gè)團(tuán)隊(duì)選擇了基于Netty開(kāi)發(fā)。最終，從頭開(kāi)發(fā)的團(tuán)隊(duì)遇到了各種各樣的問(wèn)題，導(dǎo)致項(xiàng)目延遲，而基于Netty開(kāi)發(fā)的團(tuán)隊(duì)則進(jìn)展順利。

其實(shí)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)是一個(gè)比較復(fù)雜的事情，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性，通常會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，比如前面提到的客戶端突然斷連、TCP的拆包和沾包等等。

幸運(yùn)的是，網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)有了這么一個(gè)成熟的框架幫我們處理了這些事情，這個(gè)框架就是Netty。Netty主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

• 高性能的RPC框架：常用于微服務(wù)之間的高性能遠(yuǎn)程調(diào)用（如Dubbo）
• 游戲行業(yè)：Netty可以很輕松地定制和開(kāi)發(fā)一個(gè)私有協(xié)議棧，
• 即時(shí)通訊：Netty基于Java NIO，并且做了一些優(yōu)化，支持高性能的即時(shí)通訊

Netty可以做什么？

這里有一個(gè)Netty的功能特性的圖：

Netty Core提供了基本功能，包括文件零拷貝、基本的API、可擴(kuò)展的基于事件的模型（下文詳細(xì)介紹）。

Netty支持非常多的協(xié)議，比如HTTP、WebSocket等。當(dāng)然，Netty也可以自定義協(xié)議。常見(jiàn)協(xié)議的示例代碼可以參考netty源碼里面的example包。

Netty同時(shí)支持Java的BIO和NIO兩種方式。且很容易與Spring等主流框架進(jìn)行集成。

Reactor 線程模型

首先介紹處理事件的兩種方式：

• 輪詢方式：線程不斷輪詢?cè)L問(wèn)相關(guān)事件發(fā)生源有沒(méi)有發(fā)生事件，有發(fā)生事件就調(diào)用事件處理邏輯。Java 原生的NIO就是使用的輪詢方式。
• 事件驅(qū)動(dòng)方式，發(fā)生事件，主線程把事件放入事件隊(duì)列，在另外線程不斷循環(huán)消費(fèi)事件列表中的事件，調(diào)用事件對(duì)應(yīng)的處理邏輯處理事件。事件驅(qū)動(dòng)方式也被稱為消息通知方式，其實(shí)是設(shè)計(jì)模式中觀察者模式的思路。

Reactor是反應(yīng)堆的意思。Reactor線程模型是指通過(guò)一個(gè)或多個(gè)輸入，同時(shí)傳遞給服務(wù)處理器的服務(wù)請(qǐng)求的事件驅(qū)動(dòng)處理模式。

Reactor模式主要工作原理如下圖：

Reactor 有一個(gè)專門負(fù)責(zé)監(jiān)聽(tīng)和分發(fā)事件的線程，如圖中的Service Handler，所有請(qǐng)求進(jìn)來(lái)后，被它分發(fā)到具體的處理線程，如圖中的EventHandler去處理。

Reactor可能有多個(gè)，而Netty正是使用了多Reactor的線程模型。

Netty是怎么工作的？

Netty里面有兩個(gè)Group，分別是Boss Group和Worker Group。其中，Boss Group用于處于連接，Worker Group用于處理實(shí)際的讀寫IO。

Boss Group里面的NioEventLoop會(huì)輪詢accept事件，遇到有新的連接，就生成NIOSocketChannel，并把這個(gè)Channel注冊(cè)到Worker Group的Selector上。

Worker Group輪詢r(jià)ead和write事件，在可讀或者可寫條件滿足時(shí)，就進(jìn)行處理。

Worker Group和Boss Group都是通過(guò)里面的NioEventLoop來(lái)操作的。NioEventLoop中維護(hù)了一個(gè)線程和任務(wù)隊(duì)列，支持異步提交執(zhí)行任務(wù)，線程啟動(dòng)時(shí)會(huì)調(diào)用NioEventLoop的run方法。

最后都會(huì)執(zhí)行一個(gè)runAllTasks方法，它用于處理任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)。任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)包括用戶調(diào)用 eventloop.execute或schedule執(zhí)行的任務(wù)，或者其他線程提交到該eventloop的任務(wù)。

示例代碼

以下是使用Netty創(chuàng)建一個(gè)Server的示例代碼。Client也可以使用Netty來(lái)創(chuàng)建，也可以使用之前文章里面的NIO示例代碼。這里就不展示基于Netty的Client端的代碼，只展示Server端的代碼了。

文章來(lái)源：xy的技術(shù)圈作者：xy的技術(shù)圈