Netty面试题

一：为什么Netty适合做网络编程?

1. 使用简单：封闭了 Java 原生 NIO 类库繁琐的 API，使用起来更加高效；
2. 功能强大：预置多种编码能力，支持多种主流协议。同时通过 ChannelHandler 可以进行灵活的拓展，支持很强的定制能力；
3. 高性能：与其它业界主流 NIO 框架相比，Netty 综合更优。主要体现在吞吐量更高、延迟更低、减少资源消耗以及最小化不必要的内存复制；
4. 社区活跃：版本更新周期短，BUG 修复速度快

二：Netty性能好的原因是什么？

1. 非阻塞I0模型：Netty采用了IO多路复用技术，让多个IO的阻塞复用到一个select线程阻塞上，能够有效的应对大量的并发请求
2. 高效的Reactor线程模型：支持多种Reactor线程模型，可以根据业务场景的性能诉求，自行选择
3. 零拷贝：尽量做到不必要的内存拷贝
4. 内存池设计：使用直接内存，并且可重复利用
5. 无锁串行化设计：避免使用锁带来的额外开销
6. 高性能序列化协议：支持 protobuf 等高性能序列化协议

三：Netty的线程模型是怎么样的？

Netty 的线程模型并不是一成不变的，它实际取决于用户的启动参数配置。通过设置不同的启动参数，Netty支持三种模型，分别是Reactor单线程模型、Reactor多线程模型、Reactor主从多线程模型

1. Reactor单线程模型：一个Reactor既负责处理连接请求，又要负责处理读写请求，一般来说处理连接请求是很快的，但是处理具体的读写请求就要涉及字节的复制，相对慢太多了。Reactor正在处理读写请求的时候，其他请求只能等着，只有等处理完了，才可以处理下一个请求。
2. Reactor多线程模型：当多个客户端进入服务器后，Reactor线程会监听多种事件，如果监听到连接事件，则把该事件分配给acceptor处理，如果监听到读事件，那么则会发起系统调用，将数据写入内存，之后再把数据交给工作线程池进行业务处理。
   这个时候我们会发现，业务处理的逻辑已经变成多线程处理了。不过一个Reactor既要负责连接事件，又要负责该写事件，同时还要负责数据准备的过程。因为拷贝数据是阻塞的，假如说Reactor阻塞到拷贝数据的时候，服务器进来了很多连接，这个时候，这些连接是很有可能会被服务器拒绝掉的。所以，单个Reactor看来是不够的，我们需要使用多个Reactor来处理。
3. Reactor主从多线程模型：在主从Reactor模型中，主Reactor线程只负责连接事件的处理，它把读写事件全部交给了子Reactor线程。这样即使在数据准备阶段子线程被阻塞，主Reactor还是可以处理连接事件。

四：Netty的零拷贝是怎么实现的？

Netty的零拷贝模型和操作系统中的零拷贝模型并不完全一样。他主要指的是不需要将数据buffer从一个内存区域拷贝到另一个内存区域。少了一次内存的拷贝，CPU 效率就得到的提升。

1. 直接使用堆外内存，避免 JVM 堆内存到堆外内存的数据拷贝。
2. CompositeByteBuf 类，可以组合多个 Buffer 对象合并成一个逻辑上的对象，避免通过传统内存拷贝的方式将几个 Buffer 合并成一个大的 Buffer。
3. 通过 Unpooled.wrappedBuffer 可以将 byte 数组包装成 ByteBuf 对象，包装过程中不会产生内存拷贝。
4. ByteBuf.slice 可以将一个 ByteBuf 对象切分成多个ByteBuf 对象，切分过程中不会产生内存拷贝，底层共享一个 byte 数组的存储空间。

五：说说 Netty 的对象池技术?

当我们使用Netty编写一个网络应用程序时，可能需要频繁地创建和释放ByteBuf对象来处理输入和输出数据。如果我们每次需要时都创建新的ByteBuf对象，会导致频繁的垃圾回收和内存分配，降低性能。为了避免这种情况，Netty提供了对象池技术，通过对象池来重用ByteBuf对象，从而减少垃圾回收和内存分配

六：Netty的Buffer为什么好用？

在网络编程中，基本都是基于TCP报文的字节流的操作，所以Java的NIO又新增了ByteBuffer，只不过Java 原生的ByteBuffer，非常难操作，也不能扩缩容，所以Netty又重新封装了自己的Bytebuf，除了性能上的优势之外，Netty的Buffer在使用上相对于NIO也非常简洁，有如下特点：

1. 动态扩缩容
2. 读写指针代替#filp

七：能不能说一说Netty的无锁化设计?

1. Netty基于Reactor线程模式实现并发请求处理，避免了线程阻塞与锁的竞争。
2. Netty实现了对象池，用来减少对象的创建和销毁，从而也能避免了锁的竞争。
3. 在Netty中，还有许多组件都被设计为线程安全的，例如，每个Channel都有一个唯一的EventLoop，用于处理所有事件。这样可以避免锁竞争和线程切换带来的开销。

八：Netty如何解决TCP粘包、拆包的问题的?

1. 短链接，发一个包建立一次连接，这样连接建立到连接断开之间就是消息的边界，缺点：半包还是不好解决，因为接收方的缓冲区大小是有限的
2. 每一条消息采用固定长度，缺点：数据包的大小不好把握
3. 每一条消息采用分隔符，例如 \n，缺点：处理字符数据比较合适，但如果内容本身包含了分隔符，那么就会解析错误
4. 每一条消息分为 head 和 body，head 中包含 body 的长度

九：Netty有哪些序列化协议?

1. Java原生序列化：Java原生的序列化协议，可以序列化所有实现了Serializable接口的对象。
2. JSON序列化：JSON是一种轻量级的数据交换格式
3. XML序列化：XML也是一种常用的数据交换格式
4. Protobuf序列化：Protobuf是Google开源的一种高效、灵活的二进制序列化协议，具有良好的跨语言能力和高效的序列化性能