一文理解Netty模型架構(gòu)

本文基于Netty4.1展開介紹相關(guān)理論模型,使用場(chǎng)景,基本組件、整體架構(gòu),知其然且知其所以然,希望給讀者提供學(xué)習(xí)實(shí)踐參考。

?1 Netty簡(jiǎn)介?

Netty是 一個(gè)異步事件驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序框架,用于快速開發(fā)可維護(hù)的高性能協(xié)議服務(wù)器和客戶端。

JDK原生NIO程序的問題

JDK原生也有一套網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序API,但是存在一系列問題,主要如下:

NIO的類庫(kù)和API繁雜,使用麻煩,你需要熟練掌握Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer等

需要具備其它的額外技能做鋪墊,例如熟悉Java多線程編程,因?yàn)镹IO編程涉及到Reactor模式,你必須對(duì)多線程和網(wǎng)路編程非常熟悉,才能編寫出高質(zhì)量的NIO程序

可靠性能力補(bǔ)齊,開發(fā)工作量和難度都非常大。例如客戶端面臨斷連重連、網(wǎng)絡(luò)閃斷、半包讀寫、失敗緩存、網(wǎng)絡(luò)擁塞和異常碼流的處理等等,NIO編程的特點(diǎn)是功能開發(fā)相對(duì)容易,但是可靠性能力補(bǔ)齊工作量和難度都非常大

JDK NIO的BUG,例如臭名昭著的epoll bug,它會(huì)導(dǎo)致Selector空輪詢,最終導(dǎo)致CPU 100%。官方聲稱在JDK1.6版本的update18修復(fù)了該問題,但是直到JDK1.7版本該問題仍舊存在,只不過該bug發(fā)生概率降低了一些而已,它并沒有被根本解決

Netty的特點(diǎn)

Netty的對(duì)JDK自帶的NIO的API進(jìn)行封裝,解決上述問題,主要特點(diǎn)有:

設(shè)計(jì)優(yōu)雅 適用于各種傳輸類型的統(tǒng)一API - 阻塞和非阻塞Socket 基于靈活且可擴(kuò)展的事件模型,可以清晰地分離關(guān)注點(diǎn) 高度可定制的線程模型 - 單線程,一個(gè)或多個(gè)線程池 真正的無連接數(shù)據(jù)報(bào)套接字支持(自3.1起)

使用方便 詳細(xì)記錄的Javadoc,用戶指南和示例 沒有其他依賴項(xiàng),JDK 5(Netty 3.x)或6(Netty 4.x)就足夠了

高性能 吞吐量更高,延遲更低 減少資源消耗 最小化不必要的內(nèi)存復(fù)制

安全 完整的SSL / TLS和StartTLS支持

社區(qū)活躍,不斷更新 社區(qū)活躍,版本迭代周期短,發(fā)現(xiàn)的BUG可以被及時(shí)修復(fù),同時(shí),更多的新功能會(huì)被加入

Netty常見使用常見

Netty常見的使用場(chǎng)景如下:

互聯(lián)網(wǎng)行業(yè) 在分布式系統(tǒng)中,各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間需要遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用,高性能的RPC框架必不可少,Netty作為異步高新能的通信框架,往往作為基礎(chǔ)通信組件被這些RPC框架使用。 典型的應(yīng)用有:阿里分布式服務(wù)框架Dubbo的RPC框架使用Dubbo協(xié)議進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間通信,Dubbo協(xié)議默認(rèn)使用Netty作為基礎(chǔ)通信組件,用于實(shí)現(xiàn)各進(jìn)程節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部通信。

游戲行業(yè) 無論是手游服務(wù)端還是大型的網(wǎng)絡(luò)游戲,Java語(yǔ)言得到了越來越廣泛的應(yīng)用。Netty作為高性能的基礎(chǔ)通信組件,它本身提供了TCP/UDP和HTTP協(xié)議棧。 非常方便定制和開發(fā)私有協(xié)議棧,賬號(hào)登錄服務(wù)器,地圖服務(wù)器之間可以方便的通過Netty進(jìn)行高性能的通信

大數(shù)據(jù)領(lǐng)域 經(jīng)典的Hadoop的高性能通信和序列化組件Avro的RPC框架,默認(rèn)采用Netty進(jìn)行跨界點(diǎn)通信,它的Netty Service基于Netty框架二次封裝實(shí)現(xiàn)

有興趣的讀者可以了解一下目前有哪些開源項(xiàng)目使用了 Netty:Related projects(https://netty.io/wiki/related-projects.html)

?2 Netty高性能設(shè)計(jì)?

Netty作為異步事件驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò),高性能之處主要來自于其I/O模型和線程處理模型,前者決定如何收發(fā)數(shù)據(jù),后者決定如何處理數(shù)據(jù)

I/O模型

用什么樣的通道將數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)方,BIO、NIO或者AIO,I/O模型在很大程度上決定了框架的性能

阻塞I/O

傳統(tǒng)阻塞型I/O(BIO)可以用下圖表示:

特點(diǎn)

每個(gè)請(qǐng)求都需要獨(dú)立的線程完成數(shù)據(jù)read,業(yè)務(wù)處理,數(shù)據(jù)write的完整操作

問題

當(dāng)并發(fā)數(shù)較大時(shí),需要?jiǎng)?chuàng)建大量線程來處理連接,系統(tǒng)資源占用較大

連接建立后,如果當(dāng)前線程暫時(shí)沒有數(shù)據(jù)可讀,則線程就阻塞在read操作上,造成線程資源浪費(fèi)

I/O復(fù)用模型

在I/O復(fù)用模型中,會(huì)用到select,這個(gè)函數(shù)也會(huì)使進(jìn)程阻塞,但是和阻塞I/O所不同的的,這兩個(gè)函數(shù)可以同時(shí)阻塞多個(gè)I/O操作,而且可以同時(shí)對(duì)多個(gè)讀操作,多個(gè)寫操作的I/O函數(shù)進(jìn)行檢測(cè),直到有數(shù)據(jù)可讀或可寫時(shí),才真正調(diào)用I/O操作函數(shù)

Netty的非阻塞I/O的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵是基于I/O復(fù)用模型,這里用Selector對(duì)象表示:

Netty的IO線程N(yùn)ioEventLoop由于聚合了多路復(fù)用器Selector,可以同時(shí)并發(fā)處理成百上千個(gè)客戶端連接。當(dāng)線程從某客戶端Socket通道進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)時(shí),若沒有數(shù)據(jù)可用時(shí),該線程可以進(jìn)行其他任務(wù)。線程通常將非阻塞 IO 的空閑時(shí)間用于在其他通道上執(zhí)行 IO 操作,所以單獨(dú)的線程可以管理多個(gè)輸入和輸出通道。

由于讀寫操作都是非阻塞的,這就可以充分提升IO線程的運(yùn)行效率,避免由于頻繁I/O阻塞導(dǎo)致的線程掛起,一個(gè)I/O線程可以并發(fā)處理N個(gè)客戶端連接和讀寫操作,這從根本上解決了傳統(tǒng)同步阻塞I/O一連接一線程模型,架構(gòu)的性能、彈性伸縮能力和可靠性都得到了極大的提升。

基于buffer

傳統(tǒng)的I/O是面向字節(jié)流或字符流的,以流式的方式順序地從一個(gè)Stream 中讀取一個(gè)或多個(gè)字節(jié), 因此也就不能隨意改變讀取指針的位置。

在NIO中, 拋棄了傳統(tǒng)的 I/O流, 而是引入了Channel和Buffer的概念. 在NIO中, 只能從Channel中讀取數(shù)據(jù)到Buffer中或?qū)?shù)據(jù) Buffer 中寫入到 Channel。

基于buffer操作不像傳統(tǒng)IO的順序操作, NIO 中可以隨意地讀取任意位置的數(shù)據(jù)

線程模型

數(shù)據(jù)報(bào)如何讀取?讀取之后的編解碼在哪個(gè)線程進(jìn)行,編解碼后的消息如何派發(fā),線程模型的不同,對(duì)性能的影響也非常大。

事件驅(qū)動(dòng)模型

通常,我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)事件處理模型的程序有兩種思路

輪詢方式 線程不斷輪詢?cè)L問相關(guān)事件發(fā)生源有沒有發(fā)生事件,有發(fā)生事件就調(diào)用事件處理邏輯。

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。

以GUI的邏輯處理為例,說明兩種邏輯的不同:

輪詢方式 線程不斷輪詢是否發(fā)生按鈕點(diǎn)擊事件,如果發(fā)生,調(diào)用處理邏輯

事件驅(qū)動(dòng)方式 發(fā)生點(diǎn)擊事件把事件放入事件隊(duì)列,在另外線程消費(fèi)的事件列表中的事件,根據(jù)事件類型調(diào)用相關(guān)事件處理邏輯

這里借用O'Reilly 大神關(guān)于事件驅(qū)動(dòng)模型解釋圖

主要包括4個(gè)基本組件:

事件隊(duì)列(event queue):接收事件的入口,存儲(chǔ)待處理事件

分發(fā)器(event mediator):將不同的事件分發(fā)到不同的業(yè)務(wù)邏輯單元

事件通道(event channel):分發(fā)器與處理器之間的聯(lián)系渠道

事件處理器(event processor):實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯,處理完成后會(huì)發(fā)出事件,觸發(fā)下一步操作

可以看出,相對(duì)傳統(tǒng)輪詢模式,事件驅(qū)動(dòng)有如下優(yōu)點(diǎn):

可擴(kuò)展性好,分布式的異步架構(gòu),事件處理器之間高度解耦,可以方便擴(kuò)展事件處理邏輯

高性能,基于隊(duì)列暫存事件,能方便并行異步處理事件

Reactor線程模型

Reactor是反應(yīng)堆的意思,Reactor模型,是指通過一個(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。 服務(wù)端程序處理傳入多路請(qǐng)求,并將它們同步分派給請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的處理線程,Reactor模式也叫Dispatcher模式,即I/O多了復(fù)用統(tǒng)一監(jiān)聽事件,收到事件后分發(fā)(Dispatch給某進(jìn)程),是編寫高性能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的必備技術(shù)之一。

Reactor模型中有2個(gè)關(guān)鍵組成:

Reactor Reactor在一個(gè)單獨(dú)的線程中運(yùn)行,負(fù)責(zé)監(jiān)聽和分發(fā)事件,分發(fā)給適當(dāng)?shù)奶幚沓绦騺韺?duì)IO事件做出反應(yīng)。 它就像公司的電話接線員,它接聽來自客戶的電話并將線路轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)穆?lián)系人

Handlers 處理程序執(zhí)行I/O事件要完成的實(shí)際事件,類似于客戶想要與之交談的公司中的實(shí)際官員。Reactor通過調(diào)度適當(dāng)?shù)奶幚沓绦騺眄憫?yīng)I/O事件,處理程序執(zhí)行非阻塞操作

取決于Reactor的數(shù)量和Hanndler線程數(shù)量的不同,Reactor模型有3個(gè)變種

單Reactor單線程

單Reactor多線程

主從Reactor多線程

可以這樣理解,Reactor就是一個(gè)執(zhí)行while (true) { selector.select(); ...}循環(huán)的線程,會(huì)源源不斷的產(chǎn)生新的事件,稱作反應(yīng)堆很貼切。

篇幅關(guān)系,這里不再具體展開Reactor特性、優(yōu)缺點(diǎn)比較,有興趣的讀者可以參考我之前另外一篇文章:《理解高性能網(wǎng)絡(luò)模型》

Netty線程模型

Netty主要基于主從Reactors多線程模型(如下圖)做了一定的修改,其中主從Reactor多線程模型有多個(gè)Reactor:MainReactor和SubReactor:

MainReactor負(fù)責(zé)客戶端的連接請(qǐng)求,并將請(qǐng)求轉(zhuǎn)交給SubReactor

SubReactor負(fù)責(zé)相應(yīng)通道的IO讀寫請(qǐng)求

非IO請(qǐng)求(具體邏輯處理)的任務(wù)則會(huì)直接寫入隊(duì)列,等待worker threads進(jìn)行處理

這里引用Doug Lee大神的Reactor介紹:Scalable IO in Java里面關(guān)于主從Reactor多線程模型的圖

特別說明的是: 雖然Netty的線程模型基于主從Reactor多線程,借用了MainReactor和SubReactor的結(jié)構(gòu),但是實(shí)際實(shí)現(xiàn)上,SubReactor和Worker線程在同一個(gè)線程池中:

上面代碼中的bossGroup 和workerGroup是Bootstrap構(gòu)造方法中傳入的兩個(gè)對(duì)象,這兩個(gè)group均是線程池

bossGroup線程池則只是在bind某個(gè)端口后,獲得其中一個(gè)線程作為MainReactor,專門處理端口的accept事件,每個(gè)端口對(duì)應(yīng)一個(gè)boss線程

workerGroup線程池會(huì)被各個(gè)SubReactor和worker線程充分利用

異步處理

異步的概念和同步相對(duì)。當(dāng)一個(gè)異步過程調(diào)用發(fā)出后,調(diào)用者不能立刻得到結(jié)果。實(shí)際處理這個(gè)調(diào)用的部件在完成后,通過狀態(tài)、通知和回調(diào)來通知調(diào)用者。

Netty中的I/O操作是異步的,包括bind、write、connect等操作會(huì)簡(jiǎn)單的返回一個(gè)ChannelFuture,調(diào)用者并不能立刻獲得結(jié)果,通過Future-Listener機(jī)制,用戶可以方便的主動(dòng)獲取或者通過通知機(jī)制獲得IO操作結(jié)果。

當(dāng)future對(duì)象剛剛創(chuàng)建時(shí),處于非完成狀態(tài),調(diào)用者可以通過返回的ChannelFuture來獲取操作執(zhí)行的狀態(tài),注冊(cè)監(jiān)聽函數(shù)來執(zhí)行完成后的操,常見有如下操作:

通過isDone方法來判斷當(dāng)前操作是否完成

通過isSuccess方法來判斷已完成的當(dāng)前操作是否成功

通過getCause方法來獲取已完成的當(dāng)前操作失敗的原因

通過isCancelled方法來判斷已完成的當(dāng)前操作是否被取消

通過addListener方法來注冊(cè)監(jiān)聽器,當(dāng)操作已完成(isDone方法返回完成),將會(huì)通知指定的監(jiān)聽器;如果future對(duì)象已完成,則理解通知指定的監(jiān)聽器

例如下面的的代碼中綁定端口是異步操作,當(dāng)綁定操作處理完,將會(huì)調(diào)用相應(yīng)的監(jiān)聽器處理邏輯

相比傳統(tǒng)阻塞I/O,執(zhí)行I/O操作后線程會(huì)被阻塞住, 直到操作完成;異步處理的好處是不會(huì)造成線程阻塞,線程在I/O操作期間可以執(zhí)行別的程序,在高并發(fā)情形下會(huì)更穩(wěn)定和更高的吞吐量。

?3 Netty架構(gòu)設(shè)計(jì)?

前面介紹完Netty相關(guān)一些理論介紹,下面從功能特性、模塊組件、運(yùn)作過程來介紹Netty的架構(gòu)設(shè)計(jì)

功能特性

傳輸服務(wù) 支持BIO和NIO

容器集成 支持OSGI、JBossMC、Spring、Guice容器

協(xié)議支持 HTTP、Protobuf、二進(jìn)制、文本、WebSocket等一系列常見協(xié)議都支持。 還支持通過實(shí)行編碼解碼邏輯來實(shí)現(xiàn)自定義協(xié)議

Core核心 可擴(kuò)展事件模型、通用通信API、支持零拷貝的ByteBuf緩沖對(duì)象

模塊組件

Bootstrap、ServerBootstrap

Bootstrap意思是引導(dǎo),一個(gè)Netty應(yīng)用通常由一個(gè)Bootstrap開始,主要作用是配置整個(gè)Netty程序,串聯(lián)各個(gè)組件,Netty中Bootstrap類是客戶端程序的啟動(dòng)引導(dǎo)類,ServerBootstrap是服務(wù)端啟動(dòng)引導(dǎo)類。

Future、ChannelFuture

正如前面介紹,在Netty中所有的IO操作都是異步的,不能立刻得知消息是否被正確處理,但是可以過一會(huì)等它執(zhí)行完成或者直接注冊(cè)一個(gè)監(jiān)聽,具體的實(shí)現(xiàn)就是通過Future和ChannelFutures,他們可以注冊(cè)一個(gè)監(jiān)聽,當(dāng)操作執(zhí)行成功或失敗時(shí)監(jiān)聽會(huì)自動(dòng)觸發(fā)注冊(cè)的監(jiān)聽事件。

Channel

Netty網(wǎng)絡(luò)通信的組件,能夠用于執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)I/O操作。 Channel為用戶提供:

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連接的通道的狀態(tài)(例如是否打開?是否已連接?)

網(wǎng)絡(luò)連接的配置參數(shù) (例如接收緩沖區(qū)大?。?/p>

提供異步的網(wǎng)絡(luò)I/O操作(如建立連接,讀寫,綁定端口),異步調(diào)用意味著任何I / O調(diào)用都將立即返回,并且不保證在調(diào)用結(jié)束時(shí)所請(qǐng)求的I / O操作已完成。調(diào)用立即返回一個(gè)ChannelFuture實(shí)例,通過注冊(cè)監(jiān)聽器到ChannelFuture上,可以I / O操作成功、失敗或取消時(shí)回調(diào)通知調(diào)用方。

支持關(guān)聯(lián)I/O操作與對(duì)應(yīng)的處理程序

不同協(xié)議、不同的阻塞類型的連接都有不同的 Channel 類型與之對(duì)應(yīng),下面是一些常用的 Channel 類型

NioSocketChannel,異步的客戶端 TCP Socket 連接

NioServerSocketChannel,異步的服務(wù)器端 TCP Socket 連接

NioDatagramChannel,異步的 UDP 連接

NioSctpChannel,異步的客戶端 Sctp 連接

NioSctpServerChannel,異步的 Sctp 服務(wù)器端連接 這些通道涵蓋了 UDP 和 TCP網(wǎng)絡(luò) IO以及文件 IO.

Selector

Netty基于Selector對(duì)象實(shí)現(xiàn)I/O多路復(fù)用,通過 Selector, 一個(gè)線程可以監(jiān)聽多個(gè)連接的Channel事件, 當(dāng)向一個(gè)Selector中注冊(cè)Channel 后,Selector 內(nèi)部的機(jī)制就可以自動(dòng)不斷地查詢(select) 這些注冊(cè)的Channel是否有已就緒的I/O事件(例如可讀, 可寫, 網(wǎng)絡(luò)連接完成等),這樣程序就可以很簡(jiǎn)單地使用一個(gè)線程高效地管理多個(gè) Channel 。

NioEventLoop

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,執(zhí)行I/O任務(wù)和非I/O任務(wù):

I/O任務(wù) 即selectionKey中ready的事件,如accept、connect、read、write等,由processSelectedKeys方法觸發(fā)。

非IO任務(wù) 添加到taskQueue中的任務(wù),如register0、bind0等任務(wù),由runAllTasks方法觸發(fā)。

兩種任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間比由變量ioRatio控制,默認(rèn)為50,則表示允許非IO任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間與IO任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間相等。

NioEventLoopGroup

NioEventLoopGroup,主要管理eventLoop的生命周期,可以理解為一個(gè)線程池,內(nèi)部維護(hù)了一組線程,每個(gè)線程(NioEventLoop)負(fù)責(zé)處理多個(gè)Channel上的事件,而一個(gè)Channel只對(duì)應(yīng)于一個(gè)線程。

ChannelHandler

ChannelHandler是一個(gè)接口,處理I / O事件或攔截I / O操作,并將其轉(zhuǎn)發(fā)到其ChannelPipeline(業(yè)務(wù)處理鏈)中的下一個(gè)處理程序。

ChannelHandler本身并沒有提供很多方法,因?yàn)檫@個(gè)接口有許多的方法需要實(shí)現(xiàn),方便使用期間,可以繼承它的子類:

ChannelInboundHandler用于處理入站I / O事件

ChannelOutboundHandler用于處理出站I / O操作

或者使用以下適配器類:

ChannelInboundHandlerAdapter用于處理入站I / O事件

ChannelOutboundHandlerAdapter用于處理出站I / O操作

ChannelDuplexHandler用于處理入站和出站事件

ChannelHandlerContext

保存Channel相關(guān)的所有上下文信息,同時(shí)關(guān)聯(lián)一個(gè)ChannelHandler對(duì)象

ChannelPipline

保存ChannelHandler的List,用于處理或攔截Channel的入站事件和出站操作。 ChannelPipeline實(shí)現(xiàn)了一種高級(jí)形式的攔截過濾器模式,使用戶可以完全控制事件的處理方式,以及Channel中各個(gè)的ChannelHandler如何相互交互。

下圖引用Netty的Javadoc4.1中ChannelPipline的說明,描述了ChannelPipeline中ChannelHandler通常如何處理I/O事件。 I/O事件由ChannelInboundHandler或ChannelOutboundHandler處理,并通過調(diào)用ChannelHandlerContext中定義的事件傳播方法(例如ChannelHandlerContext.fireChannelRead(Object)和ChannelOutboundInvoker.write(Object))轉(zhuǎn)發(fā)到其最近的處理程序。

入站事件由自下而上方向的入站處理程序處理,如圖左側(cè)所示。 入站Handler處理程序通常處理由圖底部的I / O線程生成的入站數(shù)據(jù)。 通常通過實(shí)際輸入操作(例如SocketChannel.read(ByteBuffer))從遠(yuǎn)程讀取入站數(shù)據(jù)。

出站事件由上下方向處理,如圖右側(cè)所示。 出站Handler處理程序通常會(huì)生成或轉(zhuǎn)換出站傳輸,例如write請(qǐng)求。 I/O線程通常執(zhí)行實(shí)際的輸出操作,例如

SocketChannel.write(ByteBuffer)。

在 Netty 中每個(gè) Channel 都有且僅有一個(gè) ChannelPipeline 與之對(duì)應(yīng), 它們的組成關(guān)系如下:

一個(gè) Channel 包含了一個(gè) ChannelPipeline, 而 ChannelPipeline 中又維護(hù)了一個(gè)由 ChannelHandlerContext 組成的雙向鏈表, 并且每個(gè) ChannelHandlerContext 中又關(guān)聯(lián)著一個(gè) ChannelHandler。入站事件和出站事件在一個(gè)雙向鏈表中,入站事件會(huì)從鏈表head往后傳遞到最后一個(gè)入站的handler,出站事件會(huì)從鏈表tail往前傳遞到最前一個(gè)出站的handler,兩種類型的handler互不干擾。

工作原理架構(gòu)

初始化并啟動(dòng)Netty服務(wù)端過程如下:

基本過程如下:

1 初始化創(chuàng)建2個(gè)NioEventLoopGroup,其中boosGroup用于Accetpt連接建立事件并分發(fā)請(qǐng)求, workerGroup用于處理I/O讀寫事件和業(yè)務(wù)邏輯

2 ?基于ServerBootstrap(服務(wù)端啟動(dòng)引導(dǎo)類),配置EventLoopGroup、Channel類型,連接參數(shù)、配置入站、出站事件handler

3 綁定端口,開始工作

結(jié)合上面的介紹的Netty Reactor模型,介紹服務(wù)端Netty的工作架構(gòu)圖:

server端包含1個(gè)Boss NioEventLoopGroup和1個(gè)Worker NioEventLoopGroup,NioEventLoopGroup相當(dāng)于1個(gè)事件循環(huán)組,這個(gè)組里包含多個(gè)事件循環(huán)NioEventLoop,每個(gè)NioEventLoop包含1個(gè)selector和1個(gè)事件循環(huán)線程。

每個(gè)Boss NioEventLoop循環(huán)執(zhí)行的任務(wù)包含3步:

1 輪詢accept事件

2 處理accept I/O事件,與Client建立連接,生成NioSocketChannel,并將NioSocketChannel注冊(cè)到某個(gè)Worker NioEventLoop的Selector上 *3 處理任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù),runAllTasks。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),或者其它線程提交到該eventloop的任務(wù)。

每個(gè)Worker NioEventLoop循環(huán)執(zhí)行的任務(wù)包含3步:

1 輪詢r(jià)ead、write事件;

2 處I/O事件,即read、write事件,在NioSocketChannel可讀、可寫事件發(fā)生時(shí)進(jìn)行處理

3 處理任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù),runAllTasks。

其中任務(wù)隊(duì)列中的task有3種典型使用場(chǎng)景

1 用戶程序自定義的普通任務(wù)

2 非當(dāng)前reactor線程調(diào)用channel的各種方法 例如在推送系統(tǒng)的業(yè)務(wù)線程里面,根據(jù)用戶的標(biāo)識(shí),找到對(duì)應(yīng)的channel引用,然后調(diào)用write類方法向該用戶推送消息,就會(huì)進(jìn)入到這種場(chǎng)景。最終的write會(huì)提交到任務(wù)隊(duì)列中后被異步消費(fèi)。

3 用戶自定義定時(shí)任務(wù)

?4 總結(jié)?

現(xiàn)在穩(wěn)定推薦使用的主流版本還是Netty4,Netty5 中使用了 ForkJoinPool,增加了代碼的復(fù)雜度,但是對(duì)性能的改善卻不明顯,所以這個(gè)版本不推薦使用,官網(wǎng)也沒有提供下載鏈接。

Netty 入門門檻相對(duì)較高,其實(shí)是因?yàn)檫@方面的資料較少,并不是因?yàn)樗卸嚯y,大家其實(shí)都可以像搞透 Spring 一樣搞透 Netty。在學(xué)習(xí)之前,建議先理解透整個(gè)框架原理結(jié)構(gòu),運(yùn)行過程,可以少走很多彎路。

擴(kuò)展閱讀

一篇文章了解RPC框架原理

一個(gè)“Hello World”理解JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

圖解:Java 中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及原理

一題帶你徹底理解 sleep() 和 wait()

我是如何理解Java抽象類和接口的?

來源:https://juejin.im/post/5bda4cc55188257f630dac07

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