Netty学习总结（1）——Netty入门介绍

1．Netty是什么/span>

Netty是一个基于JAVA NIO类库的异步通信框架，它的架构特点是：异步非阻塞、基于事件驱动、高性能、高可靠性和高可定制性。

开发异步、非阻塞的TCP 络应用程序；
开发异步、非阻塞的UDP 络应用程序；
开发异步文件传输应用程序；
开发异步HTTP服务端和客户端应用程序；
提供对多种编解码框架的集成，包括谷歌的Protobuf、Jboss marshalling、Java序列化、压缩编解码、XML解码、字符串编解码等，这些编解码框架可以被用户直接使用；
提供形式多样的编解码基础类库，可以非常方便的实现私有协议栈编解码框架的二次定制和开发；
基于职责链模式的Pipeline-Handler机制，用户可以非常方便的对络事件进行拦截和定制；
所有的IO操作都是异步的，用户可以通过Future-Listener机制主动Get结果或者由IO线程操作完成之后主动Notify结果，用户的业务线程不需要同步等待；
IP黑白名单控制；
打印消息码流；
流量控制和整形；
性能统计；
基于链路空闲事件检测的心跳检测

互联行业：随着站规模的不断扩大，系统并发访问量也越来越高，传统基于Tomcat等Web容器的垂直架构已经无法满足需求，需要拆分应用进行服务化，以提高开发和维护效率。从组情况看，垂直的架构拆分之后，系统采用分布式部署，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作为异步高性能的通信框架，往往作为基础通信组件被这些RPC框架使用。

其中，服务提供者和服务消费者之间，服务提供者、服务消费者和性能统计节点之间使用Netty进行异步/同步通信。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。

除了阿里系和淘宝系之外，很多其它的大型互联公司或者电商内部也已经大量使用Netty构建高性能、分布式的络服务器。

游戏行业：无论是手游服务端、还是大型的络游戏，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。账登陆服务器、地图服务器之间可以方便的通过Netty进行高性能的通信，架构示意图如下：

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进行跨节点通信，它的Netty Service基于Netty框架二次封装实现。

大数据计算往往采用多个计算节点和一个/N个汇总节点进行分布式部署，各节点之间存在海量的数据交换。由于Netty的综合性能是目前各个成熟NIO框架中最高的，因此，往往会被选中用作大数据各节点间的通信。

企业软件：企业和IT集成需要ESB，Netty对多协议支持、私有协议定制的简洁性和高性能是ESB RPC框架的首选通信组件。事实上，很多企业总线厂商会选择Netty作为基础通信组件，用于企业的IT集成。
通信行业：Netty的异步高性能、高可靠性和高成熟度的优点，使它在通信行业得到了大量的应用。

首先我们看下传统基于同步阻塞IO（BIO）的线程模型图：

由上图我们可以看出，传统的同步阻塞IO通信存在如下几个问题：l线程模型存在致命缺陷：一连接一线程的模型导致服务端无法承受大量客户端的并发连接；

采用非阻塞IO（NIO）之后，同步阻塞IO的三个缺陷都将迎刃而解：

Nio采用Reactor模式，一个Reactor线程聚合一个多路复用器Selector，它可以同时注册、监听和轮询成百上千个Channel，一个IO线程可以同时并发处理N个客户端连接，线程模型优化为1：N（N < 进程可用的最大句柄数）或者 M : N (M通常为CPU核数+ 1，N < 进程可用的最大句柄数)；
由于IO线程总数有限，不会存在频繁的IO线程之间上下文切换和竞争，CPU利用率高；
所有的IO操作都是异步的，即使业务线程直接进行IO操作，也不会被同步阻塞，系统不再依赖外部的络环境和外部应用程序的处理性能。

由于切换到NIO编程之后可以为系统带来巨大的可靠性、性能提升，所以，目前采用NIO进行通信已经逐渐成为主流。

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