Netty

Netty

一、概述

　　NIO的框架，主要是可以使系统在单线程的情况下可以同时处理多个客户端请求。主要是用了NIO的多路复用的技术

二、技术特点

　　零拷贝

　　Netty使用堆外直接内存进行Socket读写，不需要进行缓冲区的二次拷贝，如果使用传统内存，JVM会将内存Buffer拷贝一份到直接内存中，然后才写入Socket中

　　Netty提供了组合Buffer对象，可以聚合多个Buffer对象，避免了传统通过内存拷贝的方式将几个小Buffer合并成一个大的Buffer。

　　Netty的文件传输蚕蛹了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

　　内存池

　　为了解决堆外直接内存的分配和回收是一件耗时的操作，Netty提供了基于内存池的缓冲区重用机制

　　高效的Reactor线程模型

　　Reactor单线程模型，Reactor多线程模型，主从Reactor多线程模型

Reactor单线程模型

　　指所有的IO操作都在同一个NIO线程上面完成，NIO线程的职责如下

　　1) 作为 NIO 服务端，接收客户端的 TCP 连接；

　　2) 作为 NIO 客户端，向服务端发起 TCP 连接；

　　3) 读取通信对端的请求或者应答消息；

　　4) 向通信对端发送消息请求或者应答消息。

Reactor多线程模型

　　与单线程最大的区别是有一组NIO线程处理IO操作。有专门一个NIO线程用于监听服务端，接收客户端的TCP连接请求。网络IO操作-读、写等由一个NIO线程池负责。

传统IO每个客户端对应一个服务端，每个连接创建成功后都需要一个线程来维护，每个线程包含一个while死循环

如果并发过多，传统IO就会创建越多的线程，这是非常消耗资源的。而且是阻塞式通信，频繁的线程切换，性能下降，而且IO是以字节流为单位，效率不高。

　　NIO编程

客户端连接channel，channel注册到selector中，每个channel都有一个selectkey，buffer通过selectkey来查找对应的channel来进行读写

　　所以NIO可以理解为非阻塞IO，新来一个连接，不再创建一个新的线程，而是把这条连接绑定到固定的线程，然后这条连接的所有读写都由这个线程来负责。

IO模型中，一个连接都会常见一个线程，对应一个while死循环，死循环的目的就是不断检测这条连接上是否有数据可以读。

NIO中可以把许多while死循环变成一个死循环，这个死循环由一个线程控制。这就是NIO模型中Selector的作用。来检测出有数据可读的连接。

NIO三大组件

　　通道、缓冲、选择器

通道：Stream升级版，Stream是单向的，读写分离，channel是双向的可以进行读的操作，也可以进行写的操作。

缓冲：内存区域存数据

选择器，监控多个信道，实现多路复用的效果。

NIO相对于IO的优势

　　IO是面向流的，每次操作都是操作系统底层一个字节一个字节的读取数据，并且数据只能从一段读取到另一端，NIO是面向缓冲区的，并且可以在缓冲区中前后移动

　　IO是阻塞的，当线程读取数据或者写数据时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取。在数据写完前，线程不能干别的事情。

　　NIO是非阻塞的，不需要一直等待操作完成才能干其他事情。而是在等待的过程中可以去做别的事情。可以最大限度的使用服务器的资源

　　NIO引入了IO多路复用器Selector，提供channel注册服务的线程，可以同时对接多个channel，并在线程池中为channel适配，选择合适的线程来处理channel，由于NIO模型中线程数量大大降低，线程切换效率也因此大幅度提高。

Netty

　　简单来说Netty封装了NIO，不用写一堆复杂的代码。异步事件驱动的网络应用框架。

　　Netty底层IO模型可以随意切换。

　　Netty自带的拆包解包，异常检测等机制，可以让使用者专心业务逻辑

　　解决了空轮询的bug

　　自带各种协议栈

　　健壮性强大。

使用就是导入依赖

Netty的事件驱动

　　例如很多系统会提供onClick事件，这个事件就代表鼠标按下事件。事件驱动模型：

　　1、有一个事件队列

　　2、鼠标按下时，往事件队列中增加一个点击事件

　　3、有个时间泵，不断循环从队列取出时间，根据不同的事件，调用不同的函数。

　　4、事件一般都各自保存各自的处理方法的引用。这样每个时间都能找到对应的处理方法

为什么使用时间驱动？

　　程序中的任务可以并行执行

　　任务之间高度独立，彼此之间不需要互相等待

　　在等待事件到来之前，任务不会阻塞

Netty使用时间驱动的方式作为底层架构，包括：

　　事件队列：接收事件的入口

　　分发器：将不同的事件分发到不同的业务逻辑单元

　　事件通道：分发器处理器之间的联系通道

　　事件处理器：实现业务逻辑，处理完成后会发出事件，触发下一步操作

　　

Netty 功能特性：

• 传输服务，支持 BIO 和 NIO。

• 容器集成：支持 OSGI、JBossMC、Spring、Guice 容器。

• 协议支持：HTTP、Protobuf、二进制、文本、WebSocket 等，支持自定义协议。

具体实现：

　　服务端：

　　　　创建serverbootstrap来接收客户端的连接以及为已接收的连接创建子通道。

　　　　然后创建两个线程，一个负责接收新连接，一个负责读取数据的线程

　　　　服务端执行

　　　　要把两个线程放进去，

　　　　

group就是把两个线程放进去，channel就是写一下channel对网络套接字的I/O操作，其实就是告诉这是服务端

channelInitialize对刚创建的通道进行初始化。

将channelHandler添加到channel的处理链路中

　　组件从流水线头部进入，流水线上的工人按顺序对组件进行加工。

流水线相当于channelpipeline

流水线工人相当于channelHandler

客户端：

　　一样的要先创建bootstrap

　　创建一个EventLoop实例，

　　客户端执行

　　要把group、channel、handler写一下

　　客户端连接服务端

　　使用while循环，用writeAndFlush发送数据。

　　具体使用就是前端写这个点击事件，向这个服务端发送消息。