Netty 网络程序优化

粘包与拆包

粘包与拆包都是人为问题，ByteToMessageDecoder 提供的一些常见的实现类用于解决该问题：

1. FixedLengthFrameDecoder：定长协议解码器，我们可以指定固定的字节数算一个完整的报文
2. LineBasedFrameDecoder：行分隔符解码器，遇到\n 或者\r\n，则认为是一个完整的报文
3. DelimiterBasedFrameDecoder：分隔符解码器，分隔符可以自己指定
4. LengthFieldBasedFrameDecoder：长度编码解码器，将报文划分为报文头/报文体
5. JsonObjectDecoder：json 格式解码器，当检测到匹配数量的“{” 、”}”或”[””]”时，则认为是一个完整的 json 对象或者 json 数组

Nagle 与 TCP_NODELAY

• TCP/IP协议中针对TCP默认开启了Nagle算法
• Nagle算法通过减少需要传输的数据包，来优化网络，数据包的发送和接受会先做缓存，分别对应于写缓存和读缓存
• Nagle算法就是为了尽可能发送大块数据，避免网络中充斥着许多小数据块，对网络的优化包括：
  1、缓冲区满 ，当一次发送数据的量小于大块数据时，会先缓存，直到满足大块数据发送或缓冲区满
  2、达到超时，当一次发送数据的量小于大块数据且缓冲区也未满时，等待一定时长，也会将盖茨数据发送出去
• 所谓大块数据就是指最大分段大小利用的用率高的一个数据发送包，网络传输中的一次数据传输的数据包最大容量称之为MTU: Maxitum Transmission Unit 最大传输单元，但是这里面不是全部用来传输数据的还会包含诸如IP协议头、TCP协议头，此时剩余的空间才是真正可利用空间，称之为MSS: Maxitum Segment Size 最大分段大小, 为 MTU - 20(IP) - 20(TCP)
• MTU = 1500 Byte、MSS = 1460 Byte
• TCP_NODELAY，启动TCP_NODELAY，就意味着禁用了Nagle算法，允许小包的发送。对于延时敏感型，同时数据传输量比较小的应用，开启TCP_NODELAY选项无疑是一个正确的选择

TCP连接优化

• 建立连接
  
• 断开TCP连接
  
• 关于MSL：Linux上MSL默认1分钟，windows上默认为2分钟

Netty 优化

1. 不要阻塞 EventLoop
2. 系统参数优化

ulimit -a

Linux系统一切都基于文件，一切资源的描述和控制都可以通过文件描述符控制，通过该参数可以查看系统资源的文件描述符，得知并修改该资源的上限

/proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout

Linux系统上用于控制MSL时长的文件

TcpTimedWaitDelay

Windows系统上用于控制MSL时长的注册表中的项

3. 缓冲区优化
   数据接收和发送的缓冲区SO_RCVBUF（接收缓冲区）、SO_SNDBUF（发送缓冲区）
   SO_BACKLOG：控制服务器正在建立连接的连接数，即处理TCP连接建立ESTABLISH阶段前的链接数，当正在建立连接的连接数超过设置的数量时就会返回客户端报错
   REUSEXXX：控制是否复用断开TCP连接时处于TIME-WAIT阶段的连接，这个阶段的连接没有销毁依然使用着系统资源，这样就能节省重新建立连接的消耗
4. 心跳周期优化
   心跳机制：当连接状态比较空闲时，传输的数据很少时，可以通过定期联系服务端查看服务端的存活状态
   短线重连：短时间的网络断开，可以通过重连机制，重新建立网络连接
5. 内存与 ByteBuffer 优化
   DirectBuffer：将Byte数据转换为信息时，可以先将Byte数据存放在JVM直接内存中，不受GC影响且书都快
   HeapBuffer：将Byte数据转换为信息时，可以先将Byte数据存放在JVM堆内存中，会受GC影响
6. 其他优化
   ioRatio：网络IO操作和业务运算操作各自占用CPU的比值，一般为50:50
   Watermark：高低水位，当ioRatio过高或过低时，都会触发相应的不同操作
   TrafficShaping（整流）：当系统一段时间内总是处于高水位，可以通过整流，将网络的请求数据放入一个缓冲区，缓解系统短时间内的数据操作压力