java原生各种IO和Netty框架的对比

异步非阻塞I/O

JDK 1.4的NIO框架经常被称为异步非阻塞I/O，但是，如果严格按照UNIX网络编程模型和JDK的实现进行区分，实际上它只能被称为非阻塞I/O，不能叫异步非阻塞I/O。

JDK 1.4和1.5 update10版本之前，JDK的Selector是基于select/poll模型实现的，它是基于I/O复用技术的非阻塞I/O，不是异步I/O。
在JDK 1.5 update10和Linux core2.6以上版本，Sun优化了Selctor的实现，它在底层使用epoll替换了select/poll，上层的API并没有变化，可以认为是JDK NIO的一次性能优化，但是它仍旧没有改变I/O的模型。

JDK1.7的NIO 2.0新增了异步的套接字通道，它是真正的异步I/O，在异步I/O操作的时候可以传递信号变量，当操作完成之后会回调相关的方法，异步I/O也被称为AIO。

NIO类库支持非阻塞读和写操作，相比于之前的同步阻塞读和写，它是异步的，因此很多人习惯于称NIO为异步非阻塞I/O。

多路复用器Selector

Java NIO1的实现关键是多路复用I/O技术，多路复用的核心是通过Selector来轮询注册在其上的Channel，当发现某个或者多个Channel处于就绪状态后，从阻塞状态返回就绪的Channel的选择键集合，进行I/O操作。
由于多路复用器是NIO实现非阻塞I/O的关键，它又是主要通过Selector实现的，所以将Selector翻译为多路复用器更合适。

伪异步I/O

伪异步I/O的概念完全来源于实践。
在JDK NIO编程没有流行之前，为了解决Tomcat通信线程同步I/O导致业务线程被挂住的问题，大家想到了一个办法：在通信线程和业务线程之间做个缓冲区，这个缓冲区用于隔离I/O线程和业务线程间的直接访问，这样业务线程就不会被I/O线程阻塞。
而对于后端的业务侧来说，将消息或者Task放到线程池后就返回了，它不再直接访问I/O线程或者进行I/O读写，这样也就不会被同步阻塞。
类似的设计还包括前端启动一组线程，将接收的客户端封装成Task，放到后端的线程池执行，用于解决一连接一线程问题。

不同I/O模型对比

选择Netty的理由

开发出高质量的NIO程序并不是一件简单的事情，除去NIO固有的复杂性和BUG，作为一个NIO服务端，还需要处理网络的闪断、客户端的重复接入、客户端的安全认证、消息的编解码、半包读写等情况。
从可维护性角度看，由于NIO采用了异步非阻塞编程模型，而且是一个I/O线程处理多条链路，它的调试和跟踪非常麻烦，特别是生产环境中的问题，我们无法进行有效的调试和跟踪，往往只能靠一些日志来辅助分析，定位难度很大。

不选择Java原生NIO编程的原因

（1）NIO的类库和API繁杂，使用麻烦，需要熟练掌握Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer等。
（2）需要具备其他的额外技能做铺垫，例如熟悉Java多线程编程。这是因为NIO编程涉及到Reactor模式，你必须对多线程和网路编程非常熟悉，才能编写出高质量的NIO程序。
（3）可靠性能力补齐，工作量和难度都非常大。例如客户端面临断连重连、网络闪断、半包读写、失败缓存、网络拥塞和异常码流的处理等问题，NIO编程的特点是功能开发相对容易，但是可靠性能力补齐的工作量和难度都非常大。
（4）JDK NIO的BUG，例如臭名昭著的epoll bug，它会导致Selector空轮询，最终导致CPU 100%。官方声称在JDK 1.6版本的update18修复了该问题，但是直到JDK 1.7版本该问题仍旧存在，只不过该BUG发生概率降低了一些而已，它并没有得到根本性解决。

不建议直接使用JDK的NIO类库

Netty既可以作为客户端也可以作为服务端，同时支持UDP和异步文件传输，功能非常强大。

为什么选择Netty

健壮性、功能、性能、可定制性和可扩展性在同类框架中都是首屈一指的。

• API使用简单，开发门槛低；
• 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；
  成熟、稳定，Netty修复了已经发现的所有JDK NIO BUG，业务开发人员不需要再为NIO的BUG而烦恼；
• 社区活跃，版本迭代周期短，发现的BUG可以被及时修复，同时，更多的新功能会加入；
• 经历了大规模的商业应用考验，质量得到验证。Netty在互联网、大数据、网络游戏、企业应用、电信软件等众多行业已经得到了成功商用，证明它已经完全能够满足不同行业的商业应用了。
  正是因为这些优点，Netty逐渐成为了Java NIO编程的首选框架。