前言
在目前许多开源的框架中，避免不了服务与服务之间相互通信，相互查询数据等情况，而往往我们知道的grpc等等，底层也都是由Netty去实现，这里就简单的给大家扫下盲。
Netty简单介绍
什么是经典的三种I/O模型
| 模式名 | 版本 | 说明 |
|---|---|---|
| BIO（阻塞I/O） | JDK1.4之前 | 同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，当然可以通过线程池机制改善 |
| NIO（非阻塞I/O） | JDK1.4（2002年，java.nio包） | 同步非阻塞，服务器实现模式为一个请求一个线程，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。 |
| AIO（异步I/O） | JDK1.7（2011年） | 异步非阻塞，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理 |
使用场景
BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序直观简单易理解。
NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持。
AIO方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持。
Netty对三种I/O模型的支持
| BIO->OIO | NIO | AIO | ||
|---|---|---|---|---|
| COMMON | Linux | MacOs/BSD | ||
| ThreadPerChannelEventLoopGroup | NioEventLoopGroup | EpollEventLoopGroup | KQueueEventLoopGroup | AioEventLoopGroup |
| ThreadPerChannelEventLoop | NioEventLoop | EpollEventLoop | KQueueEventLoop | AioEventLoop |
| OioServerSocketChannel | NioServerSocketChannel | EpollServerSocketChannel | KQueueServerSocketChannel | AioServerSocketChannel |
| OioSocketChannel | NioSocketChannel | EpollSocketChannel | KQueueSocketChannel | AioSocketChannel |
为什么Netty仅支持NIO？
- 为什么不建议阻塞I/O（BIO/OIO）？
- 连接数高的情况下：阻塞->耗资源、效率低
- 为什么删除已经做好的AIO支持？
- Window实现成熟，但是很少用作服务器
- Linux常用来做服务器，但是AIO实现不够成熟
- Linux下AIO相比较NIO的性能提升不明显
为什么Netty有多种NIO实现？
实现的更好：复制代码
- Netty暴露了更多的可控参数
- JDK的NIO默认实现是水平触发
- Netty是边缘触发和水平触发可切换
- Netty实现的垃圾回收更少、性能更好
NIO一定优于BIO么？
- BIO代码简单
- 特定场景：连接数少，并发度低。
源码解读Netty怎么切换I/O模式？
工厂+反射
Netty如何支持三种Reactor
什么是Reactor
反应器设计模式(Reactor pattern)是一种为处理并发服务请求，并将请求提交到一个或者多个服务处理程序的事件设计模式。当客户端请求抵达后，服务处理程序使用多路分配策略，由一个非阻塞的线程来接收所有的请求，然后派发这些请求至相关的工作线程进行处理。
Reactor有几种模式
- Reactor单线程
- Reactor多线程
- Reactor主从多线程
| BIO | NIO | AIO |
|---|---|---|
| Thread=Per-Connection | Reactor | Proactor |
注册感兴趣的事件 -->扫描是否有感兴趣的事件发生 -->时间发生后做出相应的处理
| client/Server | SocketChannel/ServerSocketChannel | OP_ACCEPT | OP_CONNECT | OP_WRITE | OP_READE |
|---|---|---|---|---|---|
| client | SocketChannel | Y | Y | Y | |
| server | SewrverSocketChannel | Y | |||
| server | SocketChannel | Y | Y |
如何在Netty中使用Reactor模式
| 模式名称 | 使用方法 |
|---|---|
| Reactor单线程模式 | EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1); ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); b.group(bossGroup) |
| 非主从Reactor多线程模式 | EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); b.group(bossGroup) |
| 主从Reactor多线程模式 | EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1); EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); b.group(bossGroup,workerGroup) |
Netty对Reactor模式的支持
通过上面的三种简单的介绍，我们知道Netty针对于Reactor模式是如何支持的，我们除了知道是如何支持的之外，还是需要了解其中是如何实现的，这里采用主从Reactor多线程模式简单的说明下。
主要代码部分：
public ServerBootstrap group(EventLoopGroup parentGroup, EventLoopGroup childGroup) {super.group(parentGroup);if (this.childGroup != null) {throw new IllegalStateException("childGroup set already");
}this.childGroup = ObjectUtil.checkNotNull(childGroup, "childGroup");return this;
}复制代码我们可以从代码启动开始寻找：
ChannelFuture regFuture = config().group().register(channel);if (regFuture.cause() != null) {if (channel.isRegistered()) {
channel.close();
} else {
channel.unsafe().closeForcibly();
}
}复制代码上面即是serverChannel的注册。
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {final Channel child = (Channel) msg;
child.pipeline().addLast(childHandler);
setChannelOptions(child, childOptions, logger);
setAttributes(child, childAttrs);try {
childGroup.register(child).addListener(new ChannelFutureListener() {@Overridepublic void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {if (!future.isSuccess()) {
forceClose(child, future.cause());
}
}
});
} catch (Throwable t) {
forceClose(child, t);
}
}复制代码上面即是Channel的注册。
通过上面的两步操作即可完成对应的Reactor模式支持。
总结
上文中简单的介绍了我们底层框架中Netty的一些介绍，当然强大的框架远远不止这些东西去支持，还有需要进行处理的（例如粘包、Metric等）。
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