1．Netty 是什么？

Netty 是一個(gè)基于 JAVA NIO 類庫的異步通信框架，它的架構(gòu)特點(diǎn)是：異步非阻塞猫妙、基于事件驅(qū)動(dòng)、高性能聚凹、高可靠性和高可定制性割坠。

2．使用 Netty 能夠做什么？

開發(fā)異步妒牙、非阻塞的 TCP 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序彼哼；

開發(fā)異步、非阻塞的 UDP 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序湘今；

開發(fā)異步文件傳輸應(yīng)用程序敢朱；

開發(fā)異步 HTTP 服務(wù)端和客戶端應(yīng)用程序；

提供對多種編解碼框架的集成摩瞎，包括谷歌的 Protobuf拴签、Jbossmarshalling、Java 序列化旗们、壓縮編解碼蚓哩、XML 解碼、字符串編解碼等上渴，這些編解碼框架可以被用戶直接使用岸梨；

提供形式多樣的編解碼基礎(chǔ)類庫，可以非常方便的實(shí)現(xiàn)私有協(xié)議棧編解碼框架的二次定制和開發(fā)稠氮；

基于職責(zé)鏈模式的 Pipeline-Handler 機(jī)制曹阔，用戶可以非常方便的對網(wǎng)絡(luò)事件進(jìn)行攔截和定制；

所有的 IO 操作都是異步的隔披，用戶可以通過 Future-Listener 機(jī)制主動(dòng) Get 結(jié)果或者由 IO 線程操作完成之后主動(dòng) Notify 結(jié)果次兆，用戶的業(yè)務(wù)線程不需要同步等待；

IP 黑白名單控制锹锰；

打印消息碼流芥炭；

流量控制和整形漓库；

性能統(tǒng)計(jì)；

基于鏈路空閑事件檢測的心跳檢測

……

3．Netty 在哪些行業(yè)得到了應(yīng)用园蝠？

互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)：隨著網(wǎng)站規(guī)模的不斷擴(kuò)大渺蒿，系統(tǒng)并發(fā)訪問量也越來越高，傳統(tǒng)基于 Tomcat 等 Web 容器的垂直架構(gòu)已經(jīng)無法滿足需求彪薛，需要拆分應(yīng)用進(jìn)行服務(wù)化茂装，以提高開發(fā)和維護(hù)效率。從組網(wǎng)情況看善延，垂直的架構(gòu)拆分之后少态，系統(tǒng)采用分布式部署，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間需要遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用易遣，高性能的 RPC 框架必不可少彼妻，Netty 作為異步高性能的通信框架，往往作為基礎(chǔ)通信組件被這些 RPC 框架使用豆茫。

典型的應(yīng)用有：阿里分布式服務(wù)框架 Dubbo 的 RPC 框架使用 Dubbo 協(xié)議進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間通信侨歉，Dubbo 協(xié)議默認(rèn)使用 Netty 作為基礎(chǔ)通信組件，用于實(shí)現(xiàn)各進(jìn)程節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部通信揩魂。它的架構(gòu)圖如下：

圖1-1 Dubbo 節(jié)點(diǎn)間調(diào)用關(guān)系圖

其中幽邓，服務(wù)提供者和服務(wù)消費(fèi)者之間，服務(wù)提供者火脉、服務(wù)消費(fèi)者和性能統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)之間使用 Netty 進(jìn)行異步/同步通信牵舵。

除了 Dubbo 之外，淘寶的消息中間件 RocketMQ 的消息生產(chǎn)者和消息消費(fèi)者之間倦挂，也采用 Netty 進(jìn)行高性能畸颅、異步通信。

除了阿里系和淘寶系之外妒峦，很多其它的大型互聯(lián)網(wǎng)公司或者電商內(nèi)部也已經(jīng)大量使用 Netty 構(gòu)建高性能、分布式的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器兵睛。

游戲行業(yè)：無論是手游服務(wù)端肯骇、還是大型的網(wǎng)絡(luò)游戲，Java 語言得到了越來越廣泛的應(yīng)用祖很。Netty 作為高性能的基礎(chǔ)通信組件笛丙，它本身提供了 TCP/UDP 和 HTTP 協(xié)議棧，非常方便定制和開發(fā)私有協(xié)議棧假颇。賬號(hào)登陸服務(wù)器胚鸯、地圖服務(wù)器之間可以方便的通過 Netty 進(jìn)行高性能的通信，架構(gòu)示意圖如下：

圖1-2 Netty 在游戲服務(wù)器架構(gòu)中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)領(lǐng)域：經(jīng)典的 Hadoop 的高性能通信和序列化組件 Avro 的 RPC 框架笨鸡，默認(rèn)采用 Netty 進(jìn)行跨節(jié)點(diǎn)通信姜钳，它的 Netty Service 基于 Netty 框架二次封裝實(shí)現(xiàn)坦冠。

大數(shù)據(jù)計(jì)算往往采用多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)和一個(gè)/N個(gè)匯總節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分布式部署，各節(jié)點(diǎn)之間存在海量的數(shù)據(jù)交換哥桥。由于 Netty 的綜合性能是目前各個(gè)成熟 NIO 框架中最高的辙浑，因此，往往會(huì)被選中用作大數(shù)據(jù)各節(jié)點(diǎn)間的通信拟糕。

企業(yè)軟件：企業(yè)和 IT 集成需要 ESB判呕，Netty 對多協(xié)議支持、私有協(xié)議定制的簡潔性和高性能是 ESB RPC 框架的首選通信組件送滞。事實(shí)上侠草，很多企業(yè)總線廠商會(huì)選擇 Netty 作為基礎(chǔ)通信組件，用于企業(yè)的 IT 集成犁嗅。

通信行業(yè)：Netty 的異步高性能边涕、高可靠性和高成熟度的優(yōu)點(diǎn)，使它在通信行業(yè)得到了大量的應(yīng)用愧哟。

4．使用傳統(tǒng)的 Socket 開發(fā)挺簡單的奥吩，我為什么要切換到 NIO 進(jìn)行編程呢？

首先我們看下傳統(tǒng)基于同步阻塞 IO（BIO）的線程模型圖：

圖1-3 同步阻塞 IO（BIO）線程模型圖

由上圖我們可以看出蕊梧，傳統(tǒng)的同步阻塞 IO 通信存在如下幾個(gè)問題：

線程模型存在致命缺陷：一連接一線程的模型導(dǎo)致服務(wù)端無法承受大量客戶端的并發(fā)連接霞赫；

性能差：頻繁的線程上下文切換導(dǎo)致 CPU 利用效率不高；

可靠性差：由于所有的 IO 操作都是同步的肥矢，所以業(yè)務(wù)線程只要進(jìn)行 IO 操作端衰，也會(huì)存在被同步阻塞的風(fēng)險(xiǎn)，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的可靠性差甘改，依賴外部組件的處理能力和網(wǎng)絡(luò)的情況旅东。

采用非阻塞 IO（NIO）之后，同步阻塞 IO 的三個(gè)缺陷都將迎刃而解：

Nio 采用 Reactor 模式十艾，一個(gè) Reactor 線程聚合一個(gè)多路復(fù)用器 Selector抵代，它可以同時(shí)注冊、監(jiān)聽和輪詢成百上千個(gè) Channel忘嫉，一個(gè) IO 線程可以同時(shí)并發(fā)處理N個(gè)客戶端連接荤牍，線程模型優(yōu)化為1：N（N < 進(jìn)程可用的最大句柄數(shù)）或者 M : N (M通常為 CPU 核數(shù) + 1， N < 進(jìn)程可用的最大句柄數(shù))庆冕；

由于 IO 線程總數(shù)有限康吵，不會(huì)存在頻繁的 IO 線程之間上下文切換和競爭，CPU 利用率高访递；

所有的 IO 操作都是異步的晦嵌，即使業(yè)務(wù)線程直接進(jìn)行 IO 操作，也不會(huì)被同步阻塞，系統(tǒng)不再依賴外部的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和外部應(yīng)用程序的處理性能惭载。

由于切換到 NIO 編程之后可以為系統(tǒng)帶來巨大的可靠性旱函、性能提升，所以棕兼，目前采用 NIO 進(jìn)行通信已經(jīng)逐漸成為主流陡舅。

5．為什么不直接基于 JDK 的 NIO 類庫編程呢？

我們通過 JDK NIO 服務(wù)端和客戶端的工作時(shí)序圖來回答下這個(gè)問題：

圖1-4 JDK NIO 服務(wù)端創(chuàng)建和通信序列圖

即便拋開代碼和 NIO 類庫復(fù)雜性不談伴挚，一個(gè)高性能靶衍、高可靠性的 NIO 服務(wù)端開發(fā)和維護(hù)成本都是非常高的，開發(fā)者需要具有豐富的 NIO 編程經(jīng)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)茎芋，很多時(shí)候甚至需要通過抓包來定位問題颅眶。也許開發(fā)出一套 NIO 程序需要 1 個(gè)月，但是它的穩(wěn)定很可能需要 1 年甚至更長的時(shí)間田弥，這也就是為什么我不建議直接使用 JDK NIO 類庫進(jìn)行通信開發(fā)的一個(gè)重要原因涛酗。

下面再一起看下 JDK NIO 客戶端的通信時(shí)序圖：它同樣非常復(fù)雜。

圖1-5 JDK NIO 客戶端創(chuàng)建和通信序列圖

6．為什么要選擇 Netty 框架偷厦？

Netty 是業(yè)界最流行的 NIO 框架之一商叹，它的健壯性、功能只泼、性能剖笙、可定制性和可擴(kuò)展性在同類框架中都是首屈一指的，它已經(jīng)得到成百上千的商用項(xiàng)目驗(yàn)證请唱，例如 Hadoop 的 RPC 框架 Avro 使用 Netty 作為通信框架弥咪。很多其它業(yè)界主流的 RPC 和分布式服務(wù)框架，也使用 Netty 來構(gòu)建高性能的異步通信能力十绑。

Netty 的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下：

API 使用簡單聚至，開發(fā)門檻低；

功能強(qiáng)大本橙，預(yù)置了多種編解碼功能扳躬，支持多種主流協(xié)議；

定制能力強(qiáng)甚亭，可以通過 ChannelHandler 對通信框架進(jìn)行靈活的擴(kuò)展贷币；

性能高，通過與其它業(yè)界主流的 NIO 框架對比狂鞋，Netty 的綜合性能最優(yōu)片择；

社區(qū)活躍潜的，版本迭代周期短骚揍，發(fā)現(xiàn)的 BUG 可以被及時(shí)修復(fù)，同時(shí)，更多的新功能會(huì)被加入信不；

經(jīng)歷了大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用考驗(yàn)嘲叔，質(zhì)量得到驗(yàn)證。在互聯(lián)網(wǎng)抽活、大數(shù)據(jù)硫戈、網(wǎng)絡(luò)游戲、企業(yè)應(yīng)用下硕、電信軟件等眾多行業(yè)得到成功商用丁逝，證明了它完全滿足不同行業(yè)的商用標(biāo)準(zhǔn)。

正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)梭姓，Netty 逐漸成為 Java NIO 編程的首選框架霜幼。

7．聽說 Netty 各版本的 API 變化比較頻繁，我該如何選擇版本誉尖？

事實(shí)上罪既，Netty 各版本之間的 API 變更并沒有一些人講的那么可怕，最大的變更就是 3.X 系列到 4.X/5.X 的變更铡恕，Netty 不僅僅重構(gòu)了包路徑琢感，對于之前一直想改但是考慮到前向兼容性沒改的類庫進(jìn)行了優(yōu)化和修改。這次變更的主要原因是 Netty 脫離了 Jboss 獨(dú)立發(fā)展探熔，這對于 Netty 的長遠(yuǎn)發(fā)展是件好事驹针。

在我看來，Netty4.X 系列版本的架構(gòu)和 API 設(shè)計(jì)更加合理祭刚，同時(shí)牌捷，它提供了更多新的特性。因此涡驮，我個(gè)人建議用戶可以選擇 4.X 系列版本暗甥，以免未來升級遇到困難和問題。

對于已經(jīng)使用 3.X 系列版本的用戶捉捅，如果現(xiàn)有功能已經(jīng)滿足需求撤防，短期內(nèi)暫時(shí)不需要升級。如果需要使用更多新特性和功能棒口，建議在充分評估之后進(jìn)行升級寄月，這可能需要一些工作量。

由于 Netty5 最新版本仍處于測試階段无牵，從學(xué)習(xí)和研究角度可以試用一下漾肮，Netty5 相比于 Netty4 是前向兼容的，因此茎毁，未來用戶升級到 Netty5 會(huì)更加容易克懊。

8．Netty 和 Mina 我究竟該選擇哪個(gè)忱辅？

根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，無論選擇哪個(gè)谭溉，都是個(gè)正確的選擇墙懂。兩者各有千秋，Netty 在內(nèi)存管理方面更勝一籌扮念，綜合性能也更優(yōu)损搬。但是，API 變更的管理和兼容性做的不是太好柜与。相比于 Netty巧勤，Mina 的前向兼容性、內(nèi)聚的可維護(hù)性功能更多弄匕，例如 JMX 的集成踢关、性能統(tǒng)計(jì)、狀態(tài)機(jī)等粘茄。

建議用戶可以根據(jù)自己對兩者的熟悉程度和實(shí)際項(xiàng)目需求签舞，做出最佳選擇。如果你鎖定了兩者柒瓣，本身就意味著你做出了正確選擇儒搭，不需要再糾結(jié)于選擇哪個(gè)而和領(lǐng)導(dǎo)、同事吵得面紅耳赤芙贫。

9．Netty 使用簡單嗎搂鲫？

Netty 的基礎(chǔ)開發(fā)和應(yīng)用非常簡單，開發(fā)一個(gè) Echo 服務(wù)端只需要 28 行代碼磺平，開發(fā)對應(yīng)的 Echo 客戶端只需要 26 行代碼魂仍！

但是，如果你要利用它進(jìn)行私有協(xié)議棧開發(fā)拣挪、HTTP 服務(wù)端和客戶端開發(fā)等擦酌，仍然需要深入的學(xué)習(xí) Netty 的一些高級類庫和功能，了解 Netty 的設(shè)計(jì)原理菠劝。只有這樣赊舶，才能恰到好處的使用 Netty，為項(xiàng)目和公司帶來更大的價(jià)值赶诊。

10．有沒有 Netty 相關(guān)的書籍供學(xué)習(xí)和參考笼平？

2014 年5-6 月，中國第一本學(xué)習(xí) Netty 的教材《Netty 權(quán)威指南》將由電子工業(yè)出版社博文視點(diǎn)出版舔痪。

全書共 23 個(gè)章節(jié)寓调，從 JAVA IO 的歷史演進(jìn)講起，包括 NIO 基礎(chǔ)入門锄码、Netty 基礎(chǔ)入門夺英、Netty 編解碼框架的使用和開發(fā)鸠珠、UDP 開發(fā)、異步文件傳輸秋麸、基于 Netty 的異步 HTTP 協(xié)議棧開發(fā)和應(yīng)用、半包解碼器的定制和使用炬太、私有協(xié)議棧的設(shè)計(jì)和開發(fā)灸蟆、行業(yè)應(yīng)用、架構(gòu)剖析亲族、核心類庫的功能講解和源碼分析等炒考。

無論你是初學(xué)者，還是 NIO 高手霎迫，都能從本書中汲取營養(yǎng)斋枢，為掌握乃至精通 Netty 提供快捷通道。

歡迎加入技術(shù)QQ群：364595326