netty框架学习记录

2021-10-27 10:02:52 阅读：171 来源： 互联网

标签：netty Java Socket 框架 Netty 记录通信线程接字

1. 简介

官方定义为：”Netty 是一款异步的事件驱动的网络应用程序框架，支持快速地开发可维护的高性能的面向协议的服务器
和客户端”,按照惯例贴上一张High Level的架构图：

纵观Java系的多种服务器/大数据框架，都离不开Netty做出的贡献，本文对Netty做一个简单的概述

2. 主要特性
Netty有很多重要的特性，主要特性如下：
- 优雅的设计
- 统一的API接口，支持多种传输类型，例如OIO,NIO
- 简单而强大的线程模型
- 丰富的文档
- 卓越的性能
- 拥有比原生Java API 更高的性能与更低的延迟
- 基于池化和复用技术，使资源消耗更低
- 安全性
- 完整的SSL/TLS以及StartTLS支持
- 可用于受限环境，如Applet以及OSGI

3. 主要术语

在正式开始之前，先对Netty涉及到的一些术语做个简单的说明

3.1 IO模型：BIO/NIO/Netty

3.1.1 BIO(Blocking IO)：阻塞IO

早期的Java API(java.net)提供了由本地系统套接字库提供的所谓的阻塞函数，样例代码如下：

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(portNumber);
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
PrintWriter out =new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
String request, response;
while ((request = in.readLine()) != null) {
    if ("Done".equals(request)) {
        break;
}
response = processRequest(request);
out.println(response);
}

这段代码片段将只能同时处理一个连接，要管理多个并发客户端，需要为每个新的客户端
Socket 创建一个新的 Thread,线程模型如下图所示：

该种模型存在以下两个问题：
1. 在任何时候都可能有大量的线程处于休眠状态，只是等待输入或者输出数据就绪，这可能算是一种资源浪费
2. 需要为每个线程的调用栈都分配内存
3. 即使 Java 虚拟机（JVM）在物理上可以支持非常大数量的线程，但是远在到达该极限之前，上下文切换所带来的开销就会带来麻烦

3.1.2 NIO(Non Blocking IO):非阻塞IO

Java的NIO特性在JDK 1.4中引入，其结构如下：

从该图可以看出Selector 是Java 的非阻塞 I/O 实现的关键。它使用了事件通知 API
以确定在一组非阻塞套接字中有哪些已经就绪能够进行 I/O 相关的操作。因为可以在任何的时间检查任意的读操作或者写操作的完成状态。该种模型下，一个单一的线程便可以处理多个并发的连接。
与BIO相比，该模型有以下特点：
1. 使用较少的线程便可以处理许多连接，因此也减少了内存管理和上下文切换所带来开销
2. 当没有 I/O 操作需要处理的时候，线程也可以被用于其他任务

虽然Java 的NIO在性能上比BIO已经相当的优秀，但是要做到如此正确和安全并
不容易。特别是，在高负载下可靠和高效地处理和调度 I/O 操作是一项繁琐而且容易出错的任务，此时就时Netty上场的时间了。

3.1.3 Netty

Netty对NIO的API进行了封装，通过以下手段让性能又得到了一定程度的提升
1. 使用多路复用技术，提高处理连接的并发性
2. 零拷贝：
1. Netty的接收和发送数据采用DIRECT BUFFERS，使用堆外直接内存进行Socket读写，不需要进行字节缓冲区的二次拷贝
2. Netty提供了组合Buffer对象，可以聚合多个ByteBuffer对象进行一次操作
3. Netty的文件传输采用了transferTo方法，它可以直接将文件缓冲区的数据发送到目标Channel，避免了传统通过循环write方式导致的内存拷贝问题
3. 内存池：为了减少堆外直接内存的分配和回收产生的资源损耗问题，Netty提供了基于内存池的缓冲区重用机制
4. 使用主从Reactor多线程模型，提高并发性
5. 采用了串行无锁化设计，在IO线程内部进行串行操作，避免多线程竞争导致的性能下降
6. 默认使用Protobuf的序列化框架
7. 灵活的TCP参数配置

Socket

简介

套接字是通信的基石，是支持TCP/IP协议的路通信的基本操作单元。可以将套接字看作不同主机间的进程进行双间通信的端点，它构成了单个主机内及整个网络间的编程界面。套接字存在于通信域中，通信域是为了处理一般的线程通过套接字通信而引进的一种抽象概念。套接字通常和同一个域中的套接字交换数据(数据交换也可能穿越域的界限，但这时一定要执行某种解释程序)，各种进程使用这个相同的域互相之间用Internet协议簇来进行通信
Socket(套接字)可以看成是两个网络应用程序进行通信时，各自通信连接中的端点，这是一个逻辑上的概念。它是网络环境中进程间通信的API(应用程序编程接口)，也是可以被命名和寻址的通信端点，使用中的每一个套接字都有其类型和一个与之相连进程。通信时其中一个网络应用程序将要传输的一段信息写入它所在主机的 Socket中，该 Socket通过与网络接口卡(NIC)相连的传输介质将这段信息送到另外一台主机的 Socket中，使对方能够接收到这段信息。 Socket是由IP地址和端口结合的，提供向应用层进程传送数据包的机制

表示方法

编辑语音套接字Socket=（IP地址：端口号），套接字的表示方法是点分十进制的lP地址后面写上端口号，中间用冒号或逗号隔开。每一个传输层连接唯一地被通信两端的两个端点（即两个套接字）所确定。例如：如果IP地址是210.37.145.1，而端口号是23，那么得到套接字就是(210.37.145.1:23)

Spring Boot使用Netty实现客户端与服务器通信

https://blog.csdn.net/qmqm011/article/details/100156010/

标签：netty,Java,Socket,框架,Netty,记录,通信,线程,接字
来源： https://www.cnblogs.com/h-c-g/p/15469142.html

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