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netty简介

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了netty简介，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含5776字，纯文字阅读大概需要9分钟。

内容图文

Netty官网说明

https://netty.io/
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  1. Netty是由JBoss提供的一个java开源框架, netty提供异步的,基于事件驱动的网络应用程序框架, 用以快速开发高性能, 高可靠性的网络IO程序
  2. Netty可以帮助你快速,简单的开发出一个网络应用, 相当于简化和流程化了NIO的开发过程
  3. Netty是目前最流行的NIO框架, Netty在互联网领域,大数据分布式计算机领域, 游戏行业, 通信行业等获得了广泛的应用, 知名的 Elasicsearch, Dubbo等框架内部都采用了netty

Netty的优点
Netty对JDK自带的NIO的API进行了封装,解决使用繁琐,复杂问题

  1. 设计优雅: 适用于各种传输类型的统一API阻塞和非阻塞Socket; 基于灵活且可扩展的事件模型, 可以清晰的分离关注点高度可定制线程模型 -单线程, 一个或多个线程池
  2. 使用方便: 详细记录的javaDoc, 用户指南和示例; 没有其他依赖项, JDK5 (Netty3.x) 或 (Netty 4.x) 足够了
  3. 高性能, 吞吐量更高,延时更低;减少资源的消耗; 最小化不必要的内存复制
  4. 安全: 完整的SSL/TLS和startTLS支持
  5. 社区活跃,不断更新: 社区活跃,版本迭代周期短,发现bug可以被及时修复,同时,更多新功能会被加入

线程模型基本介绍

  1. 不同的线程 模型,对程序性能有着很大影响,为了搞清楚Netty线程模型,我们先来系统列举一下各个线程模式,最后看看Nett线程模型有什么优越性
  2. 目前存在的线程模型有:
    传统阻塞I/O服务模型
    Reactotr模式 (反应器)
  3. 根据Reactor的数量和处理资源线程池的数量的不同有三种典型的实现
  • 单Reactor 单线程;
  • 单Reactor 多线程;
  • 主从Reactor 多线程
  1. Netty线程模式(Netty主要基于主从Reactor多线程模型做了一定改进,其中主从Reactor 多线程模型有多个Reactor)

Reactor模式
针对传统阻塞IO服务模型的两个缺点, 解决方案:

  1. 基于IO复用模型; 多个连接共享一个阻塞对象,应用程序只需要在一个阻塞对象等待, 无需阻塞等待所有连接. 当某个连接有新的数据可以处理时, 操作系统通知应用程序,线程从阻塞状态返回,开始进行业务处理
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Reactor模式,通过一个或多个输入同时传递给服务处理器的模式(基于事件驱动)
服务器端程序处理传入的多个请求,并将他们同步分派到相应的处理线程,因此Reactor 模式也叫Dispatcher模式
Reactor模式使用了IO复用监听事件,收到事件后进行分发给某个线程,这点就是网络服务器高并发处理关键

  1. 基于线程池复用线程资源; 不必要再为每个连接创建线程,将连接完成后的业务处理任务分配给线程进行处理,一个线程可以处理多个连接的业务

单Reactor单线程
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方案说明

  1. select是前面I/O复用模型介绍的标准网络编程API, 可以实现应用程序通过一个阻塞对象监听多路请求
  2. Reactor对象通过Select监控客户端请求事件,收到事件之后通过Dispatch进行分发
  3. 如果不是建立连接请求事件, 则由Accept处理连接请求,然后创建一个Handler对象处理连接完成后的后续业务处理
  4. 如果不是建立连接事件; 则Reactor会分发调用连接对应的Handler来响应\
  5. Handler会完成Read -> 业务处理 -> send的完整业务流程
    结合实例: 服务器端用一个线程通过多路复用搞定所有IO操作(包括连接,读, 写等),编码简单,清晰明了,但是如果客户端连接数量较多, 将无法支撑,前面的NIO案例群聊系统就是这种模型

方案优缺点分析

  1. 优点: 模型简单,没有多线程,进程通信,竞争的问题, 全部在一个线程中完成
  2. 缺点: 性能问题, 只有一个线程, 无法完全发挥多核CPU的性能, Handler在处理某个连接上的业务时,整个进程无法处理其他链接事件,很容易导致性能瓶颈
  3. 缺点: 可靠性问题,线程意外终止,或进入死循环,会导致整个系统通信模块不可用,不能接收和处理外部消息,造成节点故障
  4. 使用场景: 客户端的数量有限,业务处理非常快速,比如Redis在业务处理时间复杂度O(1)的情况

单Reactor多线程
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  1. Reactor对象通过select监控客户端请求事件,接收事件后,通过dispatch进行分发
  2. 如果建立连接请求.则由Acceptor通过accept处理连接请求,然后创建一个Handler对象完成连接后的各种事件
  3. 如果不是连接请求,则由reactor分发调用连接对应的handler
  4. handler只是负责相应事件,不做具体业务处理,通过read读取数据后,会分发给后面的worker线程池的某个线程
  5. worker线程池会分配一个独立的线程,完成真正的业务,并将结果返回给handler
  6. handler收到相应之后,通过send将结果返回给client

方案优缺点分析

  1. 优点: 可以充分利用多核CPU的处理能力
  2. 缺点: 多线程数据共享和访问比较复杂, reactor处理所有的事件监听和相应,在单线程运行,在高并发场景最容易出现性能瓶颈

主从Reactor多线程
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  1. Reactor主线程MianReactor对象通过select监听连接事件,收到事件后通过Acceptor处理连接事件
  2. 当Acceptor处理事件连接后,MianReactor将连接分配给SubReactor
  3. SubReactor将连接加入到连接队列进行监听,并创建handler进行各种事件处理
  4. 当有新事件发生时, subReactor就会调用对应的handler进行处理
  5. handler通过read读取数据, 分发给worker线程池处理
  6. worker线程池会分配独立的worker线程进行业务处理并返回结果给handler
  7. handler收到相应的结果之后,再通过send将结果返回给client
  8. Reactor主线程可以对应多个Reactor子线程, 即 MianReactor可以管理多的SubReactor

方案优缺点说明

  1. 优点: 父线程与子线程的数据交互简单职责明确,父线程只需要接收新连接, 子线程完成后续的业务处理
  2. 优点: 父线程与子线程之间数据交互简单, Reactor主线程只需要把新连接传给子线程,子线程无需返回数据
  3. 缺点: 编程复杂度较高
    结合实例: 这种模型在许多项目中管饭应用,包括nginx主从Reactor多进程模型, Memcached主从多进程, Netty主从多进程模型的支持

Netty模型

  • Netty主要基于主从Reactors多线程模型(如图),做了一定改进,其中Reactor多线程模型有多个Reactor
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  1. BossGroup线程维护selector,只关注Accecpt
  2. 当接收到Accept事件,获取到对应的SocketChannel,封装成NIOSocketChannel并注册到Worker线程(事件循环),并进行维护
  3. 当Worker线程监听到Selector中通道发生自己感兴趣的事件后,就进行处理(就由handler),
    注意handler已经加入到通道

进阶版
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Netty主要基于主从Reactors多线程模型(如上图)做了一定改进,其中主从Reactor多线程模型有多个Reactor

详细版

  • 工作原理示意图
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  1. Netty抽象出两组线程池BoosGroup专门负责接收客户端的连接,WorkerGroup专门负责网络读写
  2. BoosGroup和WorkerGroup类型都是NIOEventLoopGroup
  3. NIOEventLoopGroup相当于一个事件循环组,这个组中含有多个事件循环,每一个事件循环是NIOEventLoop
  4. NIOEventLoop 表示一个不断循环执行处理任务的线程,每个NIOEventLoop 都有一个selector,用于监听绑定在其上的socket的网络通讯
  5. NIOEventLoopGroup 可以有多个线程 即可以含有多个NIOEventLoop
  6. 每个Boss NIOEventLoop 执行的步骤有三部
    1 轮询accept事件
    2 处理accept事件,与client建立连接,生成NIOSocketChannel,并将其注册到某个Worker NIOEventLoop 上的selector
    3 处理任务队列的任务, 即runAllTasks
  7. 每个worker NIOEventLoop 循环执行的步骤
    1 轮询read,write 事件
    2 处理I/O事件, 即 read, write事件,在对应NioSocketChannel处理
    3 处理任务队列的任务,即runAllTasks
  8. 每个worker NIOEventLoop 处理业务的时候会使用pipeline(管道), pipeline中包含了channel,即通过pipeline可以获取到对应的通道,管道中维护了很多的处理器

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的netty简介全部内容，希望文章能够帮你解决netty简介所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

内容备注

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来源：【匿名】