网站建设内容清单,衡水做网站,网站建设与运营未来发展,网站设计公司排名知乎高并发编程系列 高并发编程系列#xff1a;NIO、BIO、AIO的区别#xff0c;及NIO的应用和框架选型 高并发编程系列#xff1a;ConcurrentHashMap的实现原理(JDK1.7和JDK1.8) 高并发编程系列#xff1a;CountDownLatch、Semaphore等4大并发工具类详解 高并发编程系列NIO、BIO、AIO的区别及NIO的应用和框架选型 高并发编程系列ConcurrentHashMap的实现原理(JDK1.7和JDK1.8) 高并发编程系列CountDownLatch、Semaphore等4大并发工具类详解 高并发编程系列并发容器的原理7大并发容器详解、及使用场景 高并发发编程系列Java线程池的使用方式核心运行原理、以及注意事项 高并发编程系列4种常用Java线程锁的特点性能比较、使用场景 Netty 1.介绍 Netty是由JBOSS提供的一个java开源框架。 Netty是一个高性能、异步事件驱动的NIO框架它提供了对TCP、UDP和文件传输的支持。作为当前最流行的NIO框架Netty在互联网领域、大数据分布式计算领域、游戏行业、通信行业等获得了广泛的应用一些业界著名的开源组件也基于Netty的NIO框架构建文章尾有详细介绍。 2.Netty的特点 高并发 Netty是一款基于NIONonblocking I/O非阻塞IO开发的网络通信框架对比于BIOBlocking I/O阻塞IO他的并发性能得到了很大提高 。 传输快 Netty的传输快其实也是依赖了NIO的一个特性——零拷贝。 封装好 Netty封装了NIO操作的很多细节提供易于使用的API。 什么选择Netty JDK 原生也有一套网络应用程序 API但是存在一系列问题主要如下 1NIO 的类库和 API 繁杂使用麻烦你需要熟练掌握 Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer 等。 2需要具备其他的额外技能做铺垫例如熟悉 Java 多线程编程因为 NIO 编程涉及到 Reactor 模式你必须对多线程和网路编程非常熟悉才能编写出高质量的 NIO 程序。 3可靠性能力补齐开发工作量和难度都非常大例如客户端面临断连重连、网络闪断、半包读写、失败缓存、网络拥塞和异常码流的处理等等。NIO 编程的特点是功能开发相对容易但是可靠性能力补齐工作量和难度都非常大。 4JDK NIO 的 Bug例如臭名昭著的 Epoll Bug它会导致 Selector 空轮询最终导致 CPU 100%。官方声称在 JDK 1.6 版本的 update 18 修复了该问题但是直到 JDK 1.7 版本该问题仍旧存在只不过该 Bug 发生概率降低了一些而已它并没有被根本解决。 Netty框架的优势 API使用简单开发门槛低 功能强大预置了多种编解码功能支持多种主流协议 定制能力强可以通过ChannelHandler对通信框架进行灵活地扩展 性能高通过与其他业界主流的NIO框架对比Netty的综合性能最优 成熟、稳定Netty修复了已经发现的所有JDK NIO BUG业务开发人员不需要再为NIO的BUG而烦恼 社区活跃版本迭代周期短发现的BUG可以被及时修复同时更多的新功能会加入 经历了大规模的商业应用考验质量得到验证。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了它已经完全能够满足不同行业的商业应用了。 Netty的架构设计 总体结构 Netty 采用了比较典型的三层网络架构进行设计逻辑架构图如下所示 1传输服务支持 BIO 和 NIO 2容器集成支持 OSGI、JBossMC、Spring、Guice 容器 3协议支持HTTP、Protobuf、二进制、文本、WebSocket 等一系列常见协议都支持。还支持通过实行编码解码逻辑来实现自定义协议 4Core 核心可扩展事件模型、通用通信 API、支持零拷贝的 ByteBuf 缓冲对象。 Netty的高性能设计 1.高性能的三大要素 1 传输用什么样的通道将数据发送给对方BIO、NIO或者AIOIO模型在很大程度上决定了框架的性能。 2 协议采用什么样的通信协议HTTP或者内部私有协议。协议的选择不同性能模型也不同。相比于公有协议内部私有协议的性能通常可以被设计的更优。 3 线程数据报如何读取读取之后的编解码在哪个线程进行编解码后的消息如何派发Reactor线程模型的不同对性能的影响也非常大。 2.IO模型 Netty的I/O模型基于非阻塞I/O实现底层依赖的是JDK NIO框架的Selector。 3.Reactor线程模型 关于Java NIO 构造Reator模式Doug lea在《Scalable IO in Java》中给了很好的阐述这里截取PPT对Reator模式的实现进行说明。 1Reactor单线程模型Reactor单线程模型指的是所有的I/O操作都在同一个NIO线程上面完成。对于一些小容量应用场景可以使用单线程模型。 2Reactor多线程模型Rector多线程模型与单线程模型最大的区别就是有一组NIO线程处理I/O操作。主要用于高并发、大业务量场景。 3主从Reactor多线程模型主从Reactor线程模型的特点是服务端用于接收客户端连接的不再是个1个单独的NIO线程而是一个独立的NIO线程池。利用主从NIO线程模型可以解决1个服务端监听线程无法有效处理所有客户端连接的性能不足问题。 4.Netty的线程模型 说完了Reactor的三种模型那么Netty是哪一种呢其实Netty的线程模型是Reactor模型的变种那就是去掉线程池的第三种形式的变种这也是Netty NIO的默认模式。 Netty的核心组件 Netty应用中必不可少的组件 Bootstrap or ServerBootstrap EventLoop EventLoopGroup ChannelPipeline Channel Future or ChannelFuture ChannelInitializer ChannelHandler 1.Bootstrap 一个Netty应用通常由一个Bootstrap开始它主要作用是配置整个Netty程序串联起各个组件。 Handler为了支持各种协议和处理数据的方式便诞生了Handler组件。Handler主要用来处理各种事件这里的事件很广泛比如可以是连接、数据接收、异常、数据转换等。 2.ChannelInboundHandler 一个最常用的Handler。这个Handler的作用就是处理接收到数据时的事件也就是说我们的业务逻辑一般就是写在这个Handler里面的ChannelInboundHandler就是用来处理我们的核心业务逻辑。 3.ChannelInitializer 当一个链接建立时我们需要知道怎么来接收或者发送数据当然我们有各种各样的Handler实现来处理它那么ChannelInitializer便是用来配置这些Handler它会提供一个ChannelPipeline并把Handler加入到ChannelPipeline。 4.ChannelPipeline 一个Netty应用基于ChannelPipeline机制这种机制需要依赖于EventLoop和EventLoopGroup因为它们三个都和事件或者事件处理相关。 EventLoops的目的是为Channel处理IO操作一个EventLoop可以为多个Channel服务。 EventLoopGroup会包含多个EventLoop。 5.Channel 代表了一个Socket链接或者其它和IO操作相关的组件它和EventLoop一起用来参与IO处理。 6.Future 在Netty中所有的IO操作都是异步的因此你不能立刻得知消息是否被正确处理但是我们可以过一会等它执行完成或者直接注册一个监听具体的实现就是通过Future和ChannelFutures,他们可以注册一个监听当操作执行成功或失败时监听会自动触发。 总之所有的操作都会返回一个ChannelFuture。 Netty的应用场景 1.互联网行业 在分布式系统中各个节点之间需要远程服务调用高性能的RPC框架必不可少Netty作为异步高新能的通信框架,往往作为基础通信组件被这些RPC框架使用。 典型的应用有阿里分布式服务框架Dubbo的RPC框架使用Dubbo协议进行节点间通信Dubbo协议默认使用Netty作为基础通信组件用于实现各进程节点之间的内部通信。 除了 Dubbo 之外淘宝的消息中间件 RocketMQ 的消息生产者和消息消费者之间也采用 Netty 进行高性能、异步通信。 2.游戏行业 无论是手游服务端还是大型的网络游戏Java语言得到了越来越广泛的应用。Netty作为高性能的基础通信组件它本身提供了TCP/UDP和HTTP协议栈。 非常方便定制和开发私有协议栈账号登录服务器地图服务器之间可以方便的通过Netty进行高性能的通信 3.大数据领域 经典的Hadoop的高性能通信和序列化组件Avro的RPC框架默认采用Netty进行跨界点通信它的Netty Service基于Netty框架二次封装实现。
