Netty－简介

Netty－简介

Netty是一个NIO client-server框架，可以快速和简单的开发网络应用程序，比如协议服务器服务器和客户端。Netty向你提供了一种新的方式开发你的网络应用程序，使得它简单和可扩展。它通过这样的方式实现：抽象出所涉及的复杂性和通过提供一种简单易用的API，这个将业务逻辑从网络处理代码中解耦出来。因为它是为NIO构建,所有的Netty API都是异步的.

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不选择Java原生NIO编程的原因

为什么不建议开发者直接使用 JDK 的 NIO 类库进行开发, 具体原因如下。

1. NIO的类库和API繁杂,使用麻烦,你需要熟练掌握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. 可靠性靠能力补齐,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JDK1.6版本的update18修复了该问题,但 是直到JDK1.7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,它并没有被根本解决。该BUG以及与该BUG相关的问题单可以参见以下 链接内容。

• Bug
• Bug

选择Netty的理由

Netty 是业界最流行的 NIO 框架之一,它的健壮性、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,它已经得到成百上千的商用项目验证, 例如 Hadoop 的 RPC 框架 avro 使用 Netty 作为底层通信框架;很多其他业界主流 的 RPC 框架,也使用 Netty 来构建高性能的异步通信能力。

通过对 Netty 的分析,我们将它的优点总结如下 :

• 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。在互联网、大数据、网络游戏、企业应用、电信软件等众多行业得到成功商用,证明了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 Java NIO 编程的首选框架。

Netty架构

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异步设计

异步设计并不是什么新鲜玩意，异步的思想已经很广泛。现今I/O处理往往会成为系统的瓶颈所在，异步处理显得尤为重要。但是不同的异步模式之间是有很多区别的，我们需要弄清楚这些模式背后的规则。

异步是指在应用处理当前任务的同时，可以新建一个任务处理一些其他的事情，然后在事情处理完成时再获取通知，而不是等待。这种方式使资源利用更加有效。

Callback 回调模式

Example

public interface Fetcher {
       void fetchData(FetchCallback callback);
}

public interface FetchCallback {
       void onData(Data data);
       void onError(Throwable cause);
}

public class Worker {
    public void doWork() {
        Fetcher fetcher = ...
        fetcher.fetchData(new FetchCallback() {
           @Override
           public void onData(Data data) {                             #1
               System.out.println("Data received: " + data);
           }
           
           @Override
           public void onError(Throwable cause) {                      #2
               System.err.println("An error accour: " + cause.getMessage());
           }
        });
... }
}

• 回调接口FetchCallback
• Fetcher.fetchData(FetchCallback) 接收一个回调对象，这样我们可以将执行逻辑从回调者所在线程转移到其他线程。

Future

java.util.concurrent.Future对象在任务正常时可以持有执行结果，在任务异常时可以持有执行的异常。

Example

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
Runnable task1 = new Runnable() {
    @Override
       public void run() {
           doSomeHeavyWork();
       }
    ... 
}
   
Callable task2 = new Callable() {
    @Override
    public Integer call() {
        return doSomeHeavyWorkWithResul();
       }
    ... 
}
   
Future future1 = executor.submit(task1);
Future future2 = executor.submit(task2);
while (!future1.isDone() || !future2.isDone()) {
    ...
    // do something else
    ...
}

两种方式各有利弊：Callback的方式好处在于，当任务完成后会自动回调定义的回调接口，Future方式需要额外的检测；但是这样的编码风格可读性比较差。