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Netty

2022-02-22 17:41:52   1  举报

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大纲/内容

netty详解

IO模型

BIO

实现

服务端

创建一个socker

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9000);

等待客户端连接

Socket clientSocket = serverSocket.accept();

阻塞方法

接受客户端数据

byte[] bytes = new byte[1024]; int read = clientSocket.getInputStream().read(bytes);

read是阻塞方法

响应客户端数据

clientSocket.getOutputStream().write(&quot;HelloClient&quot;.getBytes());

clientSocket.getOutputStream().flush();

客户端

创建客户端socker

Socket socket = new Socket(&quot;localhost&quot;, 9000);

向服务端发数据

socket.getOutputStream().write(&quot;HelloServer&quot;.getBytes()); socket.getOutputStream().flush();

接受服务端回传的数据

byte[] bytes = new byte[1024];

socket.getInputStream().read(bytes); socket.close();

缺点

IO代码里read操作是阻塞操作，如果连接不做数据读写操作会导致线程阻塞，浪费资源

如果线程很多，会导致服务器线程太多，压力太大，比如C10K问题

应用场景

BIO 方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，但程序简单易理解。

NIO

实现

服务端（没有引入多路复用）

创建NIO服务端socket

ServerSocketChannel serverSocket = ServerSocketChannel.open(); serverSocket.socket().bind(new InetSocketAddress(9000));

设置ServerSocketChannel为非阻塞

serverSocket.configureBlocking(false);

非阻塞模式accept方法不会阻塞，否则会阻塞 NIO的非阻塞是由操作系统内部实现的，底层调用了linux内核的accept函数

SocketChannel socketChannel = serverSocket.accept();

设置非阻塞并保存在list中

socketChannel.configureBlocking(false);

channelList.add(socketChannel);

遍历连接进行数据读取

Iterator&lt;SocketChannel&gt; iterator = channelList.iterator(); while (iterator.hasNext()) { SocketChannel sc = iterator.next(); ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(128); int len = sc.read(byteBuffer); // 非阻塞模式read方法不会阻塞，否则会阻塞 if (len &gt; 0) { System.out.println(&quot;接收到消息：&quot; + new String(byteBuffer.array()));} else if (len == ‐1) { // 如果客户端断开，把socket从集合中去掉 iterator.remove();}}

服务端（引入多路复用）

创建NIO ServerSocketChannel

ServerSocketChannel serverSocket = ServerSocketChannel.open(); serverSocket.socket().bind(new InetSocketAddress(9000));

设置ServerSocketChannel为非阻塞

serverSocket.configureBlocking(false);

打开Selector处理Channel，即创建epoll

Selector selector = Selector.open();

把ServerSocketChannel注册到selector上，并且selector对客户端accept连接操作感兴趣

serverSocket.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

阻塞等待需要处理的事件发生

selector.select();

获取selector中注册的全部事件的 SelectionKey 实例

Set&lt;SelectionKey&gt; selectionKeys = selector.selectedKeys();

遍历SelectionKey对事件进行处理

Iterator&lt;SelectionKey&gt; iterator = selectionKeys.iterator();

while (iterator.hasNext()) { SelectionKey key = iterator.next(); // 如果是OP_ACCEPT事件，则进行连接获取和事件注册 if (key.isAcceptable()) { ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel(); SocketChannel socketChannel = server.accept(); socketChannel.configureBlocking(false); socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);} else if (key.isReadable()) { // 如果是OP_READ事件，则进行读取和打印 SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel(); ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(128); int len = socketChannel.read(byteBuffer);

客户端

应用场景

NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，弹幕系统，服务器间通讯，编程比较复杂

三大核心组件

Channel(通道)

Buffer(缓冲区)

Selector(多路复用器)

epoll

Selector.open() //创建多路复用器

底层：调用linux内核函数epoll_create创建epoll实例（epfd=epoll_create(256)）

socketChannel.register() //将channel注册到多路复用器上

将fd(socketChannel)添加到内部的集合里

selector.select() //阻塞等待需要处理的事件发生

底层：调用linux内核函数epoll_ctl进行事件绑定

底层：调用linux函数epoll_wait等待epoll实例上的事件

涉及操作系统中断请求

总结

实例

redis

nginx

AIO

应用场景

AIO方式适用于连接数目多且连接比较长(重操作)的架构，JDK7 开始支持

netty

为什么Netty使用NIO而不是AIO？

maven依赖

io.netty/netty‐all/4.1.35.Final

目前使用4.x版本，5.x版本已经弃用

实现

服务端

客户端

Netty线程模型

Netty 抽象出两组线程池BossGroup和WorkerGroup，BossGroup专门负责接收客户端的连接, WorkerGroup专门负责网络的读写

BossGroup和WorkerGroup类型都是NioEventLoopGroup

NioEventLoopGroup 相当于一个事件循环线程组, 这个组中含有多个事件循环线程，每一个事件循环线程是NioEventLoop

每个NioEventLoop都有一个selector , 用于监听注册在其上的socketChannel的网络通讯

关键：selector底层对应的就是Nio的epoll模型

每个Boss NioEventLoop线程内部循环执行的步骤有 3 步处理accept事件 , 与client 建立连接 , 生成 NioSocketChannel 将NioSocketChannel注册到某个worker NIOEventLoop上的selector 处理任务队列的任务，即runAllTasks

每个worker NIOEventLoop线程循环执行的步骤轮询注册到自己selector上的所有NioSocketChannel 的read, write事件处理 I/O 事件，即read , write 事件，在对应NioSocketChannel 处理业务 runAllTasks处理任务队列TaskQueue的任务，一些耗时的业务处理一般可以放入TaskQueue中慢慢处理，这样不影响数据在 pipeline 中的流动处理

每个worker NIOEventLoop处理NioSocketChannel业务时，会使用 pipeline (管道)，管道中维护了很多 handler 处理器用来处理 channel 中的数据

ByteBuf详解

组件

Channel

ChannelPipeline

ChannelHandler

编码解码器

netty内部

StringEncoder StringDecoder

ObjectEncoder ObjectDecoder

自定义编码解码器

protostuff