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netty必会基础知识点

分类: 文章 • 2024-12-13 15:27:58

以下内容输出来源：拉勾教育-Java高薪训练营

网络编程框架Netty

一、网络编程相关概念

网络通信模型 举例 特点
BIO阻塞 排队点餐，阻塞等待取餐 耗资源，效率低，基本已被废弃
NIO非阻塞 先取号，等待被叫，再去取餐 主流应用
AIO异步 包厢，点餐后等待端上来就行 1、windows实现成熟，但windows很少用来作为服务器；
2、linux常用来作为服务器，但AIO实现不够成熟；
3、linux下AIO相比NIO性能提升不够明显；
类型 特点
阻塞 1、读取数据没准备好时，等待数据返回（死等）
2、写操作时缓冲区数据满了，等待数据被消费（死等）；
非阻塞 读取数据没准备好或写缓冲满时，都直接返回。
类型 特点
同步 数据准备就绪后需要调用方主动来读就是同步；
异步 数据准备好在回调给程序就是异步

二、BIO与NIO

Jdk 1.4之前，基于Java的所有Socket通信都采用了BIO模式，服务端针对每个连接分配一个线程。
当并发访问量增大时，成千上万的线程会压垮服务器，BIO模型开发的服务端只有通过硬件的不断扩容来满足高并发和低时延，它极大地增加了企业的成本。

1、NIO编程的优点

1、服务端实现方式为每个请求分配一个通道（Channel），每个连接请求都会注册到Selector上，只有Selector轮询到该连接有IO 请求时才会启动一个线程。
2、Channel是数据连接的通道，数据可以从Channel读到Buffer（缓冲区），也可以从Buffer写到Channel。
3、服务端通过Selector（单一线程）就可以实现对大量Channel的监控和维护。

​​netty必会基础知识点

三、Netty的核心组件

Netty核心组件

四、应用场景有哪些？

在互联网、大数据、网络游戏、企业应用、电信软件等众多行业得到成功商用，证明它已经完全能够满足不同行业的商业应用了。
数据库：Cassandra
大数据处理：Spark、Hadoop
Message Queue：RocketMQ
检索：Elasticsearch
框架：gRPC、Apache Dubbo、Spring5
分布式协调器：ZooKeeper
工具类：async-http-client
其他参考：https://netty.io/wiki/adopters.html

五、为什么用Netty？

jdk提供的NIO API开发异步通信十分复杂，Netty是一个通信框架，API相当简单，开发容易上手。

  1. Netty做得更多
  • 支持常用应用层协议；
  • 解决传输问题：粘包、半包现象；
  • 支持流量整形;
  • 完善的断连、Idle等异常处理等。

  1. Netty做得更好之一：规避JDK NIO bug：

  2. Netty做得更好之二：API更友好更强大

JDK的NIO一些API不够友好，功能薄弱，例如ByteBuffer-> Netty’s ByteBuf

除了NIO外，也提供了其他一些增强：Theadlocal-> Netty’s FastThreadLocal

六、netty实现通信的步骤

1、创建两个NIO线程组，一个专门用于网络事件处理（接受客户端连接），另一个则进行网络通信处理。
2、创建一个ServerBootStrap，配置netty的一些列参数，例如接收传出数据的缓存大小等。
3、创建一个实际处理数据的类ChannelInitializer，进行初始化的准备工作，比如设置传出数据的字符集、格式、已经实际处理数据的接口。
4、绑定端口，执行同步阻塞方法等待服务器端启动即可。
通过这么简单的几个步骤，就可以实现一个健壮、稳定的服务端通信，这在之前的NIO是不可能实现的。

七、Reactor的三种模式

  1. Reactor单线程
    单个线程处理所有事情，如饭店迎宾、点菜、做菜、上菜、结账、送客一系列操作

  2. Reactor多线程 多线程分别处理以上所有事情

  3. 主从Reactor
    一个线程专门处理连接建立和关闭，其他线程处理业务bossGroup和workerGroup

八、二次编解码器

一次解码器 ByteToMessageDecoder
二次解码器 MessageToMessageDecoder

netty内置的三种编解码器依次为FixedLengthFrameDecoder、LengthFieldBasedFrameDecoder 、DelimiterBasedFrameDecoder，由于一次解码的结果是字节，为了方便和项目中所使用的对象做转化，就需要二次解码

常用二次编解码器：

Java序列化、Marshaling、XML、JSON、MessagePack、Protobuf

九、心跳keepalive+idle

前者即心跳消息，后者为时间间隔，好比和别人通电话，对方突然不讲话了，等待几秒后，询问还在吗，或者直接挂断，或者重拨。Idle监测，只是负责诊断，诊断后作出不同的行为。

实际应用中：结合起来使用。按需keepalive，保证不会空闲，如果空闲，关闭连接。

1、Server端开启TCP keepalive

bootstrap.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true) bootstrap.childOption(NioChannelOption.of(StandardSocketOptions.SO_KEEPALIVE), true)
提示：.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true) 存在但是无效

2、 开启不同的Idle Check:

ch.pipeline().addLast(“idleCheckHandler", new IdleStateHandler(0, 20, 0, TimeUnit.SECONDS));

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