转载

Netty源码06-Netty相关问题小结

Netty相关问题小结

Netty的特点

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
Netty 使用更高效的socket底层通信方式 epoll ，对JAVA原生NIO空轮询引起的cpu占用飙升在内部进行了处理，避免了直接使用NIO的陷阱，简化了NIO的处理方式
采用多种 decoder/encoder 支持，对TCP粘包/半包问题进行自动化处理
可使用接受（ bossGroup ）/工作（ workGroup ）线程池，提高连接效率，对重连、心跳检测的简单支持
可配置IO线程数、TCP参数， TCP接收和发送缓冲区可以使用直接内存代替堆内存， 实现零拷贝 ，通过内存池的方式循环利用ByteBuf
通过引用计数器及时申请释放不再引用的对象，降低了GC频率
使用单线程串行化的方式， 高效的Reactor线程模型
大量使用了 volitale 、使用了 CAS 和 原子类 、线程安全类的使用、读写锁的使用

Netty的零拷贝实现

Netty 的零拷贝主要包含三个方面：

Netty 的接收和发送 ByteBuffer 采用 DIRECT BUFFERS，使用堆外直接内存进行 Socket 读写，不需要进行字节缓冲区的二次拷贝。如果使用传统的堆内存（HEAP BUFFERS）进行 Socket 读写，JVM 会将堆内存 Buffer 拷贝一份到直接内存中，然后才写入 Socket 中。相比于堆外直接内存，消息在发送过程中多了一次缓冲区的内存拷贝。
Netty 提供了组合 Buffer 对象，可以聚合多个 ByteBuffer 对象，用户可以像操作一个 Buffer 那样方便的对组合 Buffer 进行操作，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 的文件传输采用了 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。

Netty是如何解决JDK中的Selector BUG

Selector BUG：若Selector的轮询结果为空，也没有wakeup或新消息处理，则发生空轮询，CPU使用率100%，

Netty的解决办法： 对Selector的select操作周期进行统计，每完成一次空的select操作进行一次计数，若在某个周期内连续发生N次空轮询，则触发了epoll死循环bug。重建Selector，判断是否是其他线程发起的重建请求，若不是则将原SocketChannel从旧的Selector上去除注册，重新注册到新的Selector上，并将原来的Selector关闭。

Netty的优势有哪些

使用简单：封装了 NIO 的很多细节，使用更简单。
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。
稳定：Netty 修复了已经发现的所有 NIO 的 bug，让开发人员可以专注于业务本身。
社区活跃：Netty 是活跃的开源项目，版本迭代周期短，bug 修复速度快。

Netty 高性能表现在哪些方面

IO 线程模型：同步非阻塞，用最少的资源做更多的事。
内存零拷贝：尽量减少不必要的内存拷贝，实现了更高效率的传输。
内存池设计：申请的内存可以重用，主要指直接内存。内部实现是用一颗二叉查找树管理内存分配情况。
串形化处理读写：避免使用锁带来的性能开销。即消息的处理尽可能在同一个线程内完成，期间不进行线程切换，这样就避免了多线程竞争和同步锁。表面上看，串行化设计似乎CPU利用率不高，并发程度不够。但是，通过调整NIO线程池的线程参数，可以同时启动多个串行化的线程并行运行，这种局部无锁化的串行线程设计相比一个队列-多个工作线程模型性能更优。
高性能序列化协议：支持 protobuf 等高性能序列化协议。
高效并发编程的体现：volatile的大量、正确使用；CAS和原子类的广泛使用；线程安全容器的使用；通过读写锁提升并发性能。

Netty中有哪些重要组件

Channel：Netty 网络操作抽象类，它除了包括基本的 I/O 操作，如 bind、connect、read、write 等。
EventLoop：主要是配合 Channel 处理 I/O 操作，用来处理连接的生命周期中所发生的事情。
ChannelFuture：Netty 框架中所有的 I/O 操作都为异步的，因此我们需要 ChannelFuture 的 addListener()注册一个 ChannelFutureListener 监听事件，当操作执行成功或者失败时，监听就会自动触发返回结果。
ChannelHandler：充当了所有处理入站和出站数据的逻辑容器。ChannelHandler 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。
ChannelPipeline：为 ChannelHandler 链提供了容器，当 channel 创建时，就会被自动分配到它专属的 ChannelPipeline，这个关联是永久性的。