大厂面试题-介绍一下自己对Netty

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用三点来简单的介绍下Netty：

面试官：哦，还不错，那你在说说为什么要用Netty？

面试官：那你在通俗地说一下Netty可以做什么事情？

面试官：那，在说说Netty有几种线程模型吧？

这是最基本的单Reactor单线程模型

多线程单Reactor模型        

多线程多Reactor模型

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用三点来简单的介绍下Netty：

1. 第一：Netty是一个基于NIO模型的高性能网络通信框架，其实可以认为它是对NIO网络模。型的封装，提供了简单易用的API，我们可以利用这些封装好的API快速开发自己的网络程序。
2. 第二：Netty在NIO的基础上做了很多优化，比如零拷贝机制、高性能无锁队列、内存池等，因此性能会比NIO更高。
3. 第三：Netty可以支持多种通信协议，如Http、WebSocket等，并且针对数据通信的拆包黏包问题，Netty内置了拆包策略。

面试官：哦，还不错，那你在说说为什么要用Netty？

Netty相比于直接使用JDK自带的NIO相关的API来说更加易用。同时，它还具有以下特点：

1.统一的API，支持多种传输类型，如阻塞、非阻塞，以及epoll、poll等模型。

2.我们可以使用非常少的代码来实现，多线程Reactor模型以及主从多线程Reactor模型。

3.自带编解码器解决TCP粘包/拆包问题。

4.自带各种协议栈。

5.比直接使用Java库中的NIOAPI有更高的吞吐量、更低的延迟、更低的资源消耗和更少的内存复制。

6.安全性不错 ，有完整的SSL/TLS以及StartTLS支持。

7.社区活跃成熟稳定，经历了大型项目的使用和考验，而且很多开源项目都使用到了Netty，比如我们经常接触的Dubbo、RocketMQ等等。

面试官：那你在通俗地说一下Netty可以做什么事情？

我们之所以要用Netty，核心点还是在于解决服务器如何承载更多的用户同时访问的问题。

传统的BIO模型，由于阻塞的特性，使得在高并发场景中，很难获得更高的吞吐量。而后来基于NIO的多路复用模型虽然在阻塞方面进行了优化，但是它的API使用比较复杂，对于初学者来说使用不是很友好。而Netty是基于NIO的封装，提供了成熟且简单易用的API，降低了使用成本和学习成本。

本质上来说，Netty和NIO所扮演的角色是相同的，都是为了提升服务端的吞吐量，让用户获得更好的产品体验。

另外，Netty这个中间件经过很多年的验证，在目前主流的中间件如Zookeeper、Dubbo、RocketMQ中都有应用。

面试官：Netty核心组件了解吗？分别有什么作用？

高手：Netty由三层结构构成：网络通信层、事件调度器与服务编排层

在网络通信层有三个核心组件：Bootstrap、Server Boot Strap、Channel

1. Bootstrap负责客户端启动并用来链接远程netty server
2. Server Boot Strap负责服务端监听，用来监听指定端口，
3. Channel是负责网络通信的载体

事件调度器有两个核心组件：EventLoopGroup与EventLoop

1. EventLoopGroup本质上是一个线程池，主要负责接收I/O请求，并分配线程执
2. 行处理请求
3. EventLoop相当于线程池中的线程

在服务编排层有三个核心组件：ChannelPipeline、ChannelHandler、ChannelHandlerContext

1. ChannelPipeline负责将多个Channelhandler链接在一起
2. ChannelHandler针对IO数据的处理器，数据接收后，通过指定的Handler进行处理。
3. ChannelHandlerContext用来保存ChannelHandler的上下文信息

面试官：那，在说说Netty有几种线程模型吧？

高手Netty提供了三种Reactor模型的支持：

1. 单线程单Reactor模型
2. 多线程单Reactor模型
3. 多线程多Reactor模型

面试官：你说一下对于这三种线程Reactor模型的理解？

高手：Reactor模型有三个重要的组件：

1. Reactor：将I/O事件发派给对应的Handler

2.Acceptor：处理客户端连接请求

3.Handlers：执行非阻塞读/写

这是最基本的单Reactor单线程模型

我们来看这张图：

其中Reactor线程，负责多路分离套接字，有新连接到来触发connect事件之后，交由Acceptor进行处理，有IO读写事件之后交给hanlder处理。

Acceptor主要任务就是构建handler，在获取到和client相关的SocketChannel之后，绑定到相应的hanlder上，对应的SocketChannel有读写事件之后，基于reactor分发,hanlder就可以处理了(所有的IO事件都绑定到selector上，有Reactor分发)

多线程单Reactor模型        

单线程Reactor这种实现方式有存在着缺点，从实例代码中可以看出，handler的执行是串行的，如果其中一个handler处理线程阻塞将导致其他的业务处理阻塞。由于handler和reactor在同一个线程中的执行，这也将导致无法接收新的请求。

为了解决这种问题，有人提出使用多线程的方式来处理业务，也就是在业务处理的地方加入线程池异步处理，将reactor和handler在不同的线程来执行，这就是多线程单Reactor模型。

多线程多Reactor模型

在多线程单Reactor模型中，所有的I/O操作是由一个Reactor来完成，而Reactor运行在单个线程中，它需要处理包括Accept()/read()/write/connect操作，对于小容量的场景，影响不大。但是对于高负载、大并发或大数据量的应用场景时，容易成为瓶颈，主要原因如下：

1. 一个NIO线程同时处理成百上千的链路，性能上无法支撑，即便NIO线程的CPU负荷达到100%，也无法满足海量消息的读取和发送；
2. 当NIO线程负载过重之后，处理速度将变慢，这会导致大量客户端连接超时，超时之后往往会进行重发，这更加重了NIO线程的负载，最终会导致大量消息积压和处理超时，成为系统的性能瓶颈；所以，我们还可以更进一步优化，引入多Reactor多线程模式；

   

3. Main Reactor负责接收客户端的连接请求，然后把接收到的请求传递给Sub Reactor(其中subReactor可以有多个)，具体的业务IO处理由SubReactor完成。
4. Acceptor，请求接收者，在实践时其职责类似服务器，并不真正负责连接请求的建立，而只将其请求委托Main Reactor线程池来实现，起到一个转发的作用。
5. Main Reactor，主Reactor线程组，主要负责连接事件，并将IO读写请求转发到SubReactor线程池。

Sub Reactor，Main Reactor通常监听客户端连接后会将通道的读写转发到Sub Reactor线程池中一个线程(负载均衡)，负责数据的读写。在NIO中通常注册通道的读(OP_READ)、写事件(OP_WRITE)。