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Netty 是一個(gè)異步事件驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序框架祠斧，用于快速開發(fā)可維護(hù)的高性能協(xié)議服務(wù)器和客戶端。
JDK 原生 NIO 程序的問(wèn)題
JDK 原生也有一套網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序 API拱礁，但是存在一系列問(wèn)題琢锋，主要如下：
NIO 的類庫(kù)和 API 繁雜，使用麻煩呢灶。你需要熟練掌握 Selector吴超、ServerSocketChannel、SocketChannel鸯乃、ByteBuffer 等鲸阻。
需要具備其他的額外技能做鋪墊。例如熟悉 Java 多線程編程，因?yàn)?NIO 編程涉及到 Reactor 模式赘娄，你必須對(duì)多線程和網(wǎng)路編程非常熟悉，才能編寫出高質(zhì)量的 NIO 程序宏蛉。
可靠性能力補(bǔ)齊遣臼，開發(fā)工作量和難度都非常大。例如客戶端面臨斷連重連拾并、網(wǎng)絡(luò)閃斷揍堰、半包讀寫、失敗緩存嗅义、網(wǎng)絡(luò)擁塞和異常碼流的處理等等屏歹。
NIO 編程的特點(diǎn)是功能開發(fā)相對(duì)容易，但是可靠性能力補(bǔ)齊工作量和難度都非常大之碗。
JDK NIO 的 Bug蝙眶。例如臭名昭著的 Epoll Bug，它會(huì)導(dǎo)致 Selector 空輪詢褪那，最終導(dǎo)致 CPU 100%幽纷。
官方聲稱在 JDK 1.6 版本的 update 18 修復(fù)了該問(wèn)題，但是直到 JDK 1.7 版本該問(wèn)題仍舊存在博敬，只不過(guò)該 Bug 發(fā)生概率降低了一些而已友浸，它并沒(méi)有被根本解決。
Netty 的特點(diǎn)
Netty 對(duì) JDK 自帶的 NIO 的 API 進(jìn)行封裝偏窝，解決上述問(wèn)題收恢，主要特點(diǎn)有：
設(shè)計(jì)優(yōu)雅，適用于各種傳輸類型的統(tǒng)一 API 阻塞和非阻塞 Socket祭往；基于靈活且可擴(kuò)展的事件模型伦意，可以清晰地分離關(guān)注點(diǎn)；高度可定制的線程模型 - 單線程链沼，一個(gè)或多個(gè)線程池默赂；真正的無(wú)連接數(shù)據(jù)報(bào)套接字支持（自 3.1 起）。
使用方便括勺，詳細(xì)記錄的 Javadoc缆八，用戶指南和示例；沒(méi)有其他依賴項(xiàng)疾捍，JDK 5（Netty 3.x）或 6（Netty 4.x）就足夠了奈辰。
高性能，吞吐量更高乱豆，延遲更低奖恰；減少資源消耗；最小化不必要的內(nèi)存復(fù)制。
安全瑟啃，完整的 SSL/TLS 和 StartTLS 支持论泛。
社區(qū)活躍，不斷更新蛹屿，社區(qū)活躍屁奏，版本迭代周期短，發(fā)現(xiàn)的 Bug?可以被及時(shí)修復(fù)错负，同時(shí)坟瓢，更多的新功能會(huì)被加入。
Netty 常見使用場(chǎng)景
Netty 常見的使用場(chǎng)景如下：
互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)犹撒。在分布式系統(tǒng)中折联，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間需要遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用，高性能的 RPC 框架必不可少识颊，Netty 作為異步高性能的通信框架诚镰，往往作為基礎(chǔ)通信組件被這些 RPC 框架使用。
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)間通信祥款，Dubbo 協(xié)議默認(rèn)使用 Netty 作為基礎(chǔ)通信組件怕享，用于實(shí)現(xiàn)各進(jìn)程節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部通信。
游戲行業(yè)镰踏。無(wú)論是手游服務(wù)端還是大型的網(wǎng)絡(luò)游戲函筋，Java 語(yǔ)言得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。Netty 作為高性能的基礎(chǔ)通信組件奠伪，它本身提供了 TCP/UDP 和 HTTP 協(xié)議棧跌帐。
非常方便定制和開發(fā)私有協(xié)議棧，賬號(hào)登錄服務(wù)器绊率，地圖服務(wù)器之間可以方便的通過(guò) Netty 進(jìn)行高性能的通信谨敛。
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 框架滤否，默認(rèn)采用 Netty 進(jìn)行跨界點(diǎn)通信脸狸，它的 Netty Service 基于 Netty 框架二次封裝實(shí)現(xiàn)。
有興趣的讀者可以了解一下目前有哪些開源項(xiàng)目使用了 Netty：Related Projects藐俺。
Netty 高性能設(shè)計(jì)
Netty 作為異步事件驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)炊甲，高性能之處主要來(lái)自于其 I/O 模型和線程處理模型，前者決定如何收發(fā)數(shù)據(jù)欲芹，后者決定如何處理數(shù)據(jù)卿啡。
I/O 模型
用什么樣的通道將數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)方，BIO菱父、NIO 或者 AIO颈娜，I/O 模型在很大程度上決定了框架的性能剑逃。
阻塞 I/O
傳統(tǒng)阻塞型 I/O(BIO)可以用下圖表示：
Blocking I/O
特點(diǎn)如下：
每個(gè)請(qǐng)求都需要獨(dú)立的線程完成數(shù)據(jù) Read，業(yè)務(wù)處理官辽，數(shù)據(jù) Write 的完整操作問(wèn)題蛹磺。
當(dāng)并發(fā)數(shù)較大時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建大量線程來(lái)處理連接同仆，系統(tǒng)資源占用較大称开。
連接建立后，如果當(dāng)前線程暫時(shí)沒(méi)有數(shù)據(jù)可讀乓梨，則線程就阻塞在 Read 操作上，造成線程資源浪費(fèi)清酥。
I/O 復(fù)用模型
在 I/O 復(fù)用模型中扶镀，會(huì)用到 Select，這個(gè)函數(shù)也會(huì)使進(jìn)程阻塞焰轻，但是和阻塞 I/O 所不同的是這兩個(gè)函數(shù)可以同時(shí)阻塞多個(gè) I/O 操作臭觉。
而且可以同時(shí)對(duì)多個(gè)讀操作，多個(gè)寫操作的 I/O 函數(shù)進(jìn)行檢測(cè)辱志，直到有數(shù)據(jù)可讀或可寫時(shí)蝠筑，才真正調(diào)用 I/O 操作函數(shù)。
Netty 的非阻塞 I/O 的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵是基于 I/O 復(fù)用模型揩懒，這里用 Selector 對(duì)象表示：
Nonblocking I/O
Netty 的 IO 線程 NioEventLoop 由于聚合了多路復(fù)用器 Selector什乙，可以同時(shí)并發(fā)處理成百上千個(gè)客戶端連接。
當(dāng)線程從某客戶端 Socket 通道進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)時(shí)已球，若沒(méi)有數(shù)據(jù)可用時(shí)臣镣，該線程可以進(jìn)行其他任務(wù)。
線程通常將非阻塞 IO 的空閑時(shí)間用于在其他通道上執(zhí)行 IO 操作智亮，所以單獨(dú)的線程可以管理多個(gè)輸入和輸出通道忆某。
由于讀寫操作都是非阻塞的，這就可以充分提升 IO 線程的運(yùn)行效率阔蛉，避免由于頻繁 I/O 阻塞導(dǎo)致的線程掛起弃舒。
一個(gè) I/O 線程可以并發(fā)處理 N 個(gè)客戶端連接和讀寫操作，這從根本上解決了傳統(tǒng)同步阻塞 I/O 一連接一線程模型状原，架構(gòu)的性能聋呢、彈性伸縮能力和可靠性都得到了極大的提升。
基于 Buffer
傳統(tǒng)的 I/O 是面向字節(jié)流或字符流的颠区，以流式的方式順序地從一個(gè) Stream 中讀取一個(gè)或多個(gè)字節(jié), 因此也就不能隨意改變讀取指針的位置坝冕。
在 NIO 中，拋棄了傳統(tǒng)的 I/O 流瓦呼，而是引入了 Channel 和 Buffer 的概念喂窟。在 NIO 中测暗，只能從 Channel 中讀取數(shù)據(jù)到 Buffer 中或?qū)?shù)據(jù)從?Buffer 中寫入到 Channel。
基于 Buffer 操作不像傳統(tǒng) IO 的順序操作磨澡，NIO 中可以隨意地讀取任意位置的數(shù)據(jù)碗啄。
線程模型
數(shù)據(jù)報(bào)如何讀取稳摄？讀取之后的編解碼在哪個(gè)線程進(jìn)行稚字，編解碼后的消息如何派發(fā)，線程模型的不同厦酬，對(duì)性能的影響也非常大胆描。
事件驅(qū)動(dòng)模型
通常，我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)事件處理模型的程序有兩種思路：
輪詢方式仗阅，線程不斷輪詢?cè)L問(wèn)相關(guān)事件發(fā)生源有沒(méi)有發(fā)生事件昌讲，有發(fā)生事件就調(diào)用事件處理邏輯。
事件驅(qū)動(dòng)方式减噪，發(fā)生事件短绸，主線程把事件放入事件隊(duì)列，在另外線程不斷循環(huán)消費(fèi)事件列表中的事件筹裕，調(diào)用事件對(duì)應(yīng)的處理邏輯處理事件醋闭。事件驅(qū)動(dòng)方式也被稱為消息通知方式，其實(shí)是設(shè)計(jì)模式中觀察者模式的思路朝卒。
以 GUI 的邏輯處理為例证逻，說(shuō)明兩種邏輯的不同：
輪詢方式，線程不斷輪詢是否發(fā)生按鈕點(diǎn)擊事件抗斤，如果發(fā)生瑟曲，調(diào)用處理邏輯。
事件驅(qū)動(dòng)方式豪治，發(fā)生點(diǎn)擊事件把事件放入事件隊(duì)列洞拨，在另外線程消費(fèi)的事件列表中的事件，根據(jù)事件類型調(diào)用相關(guān)事件處理邏輯负拟。
這里借用 O'Reilly 大神關(guān)于事件驅(qū)動(dòng)模型解釋圖：
事件驅(qū)動(dòng)模型
主要包括 4 個(gè)基本組件：
事件隊(duì)列（event queue）：接收事件的入口烦衣，存儲(chǔ)待處理事件。
分發(fā)器（event mediator）：將不同的事件分發(fā)到不同的業(yè)務(wù)邏輯單元掩浙。
事件通道（event channel）：分發(fā)器與處理器之間的聯(lián)系渠道花吟。
事件處理器（event processor）：實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，處理完成后會(huì)發(fā)出事件厨姚，觸發(fā)下一步操作衅澈。
可以看出，相對(duì)傳統(tǒng)輪詢模式谬墙，事件驅(qū)動(dòng)有如下優(yōu)點(diǎn)：
可擴(kuò)展性好今布，分布式的異步架構(gòu)经备，事件處理器之間高度解耦，可以方便擴(kuò)展事件處理邏輯部默。
高性能侵蒙，基于隊(duì)列暫存事件，能方便并行異步處理事件傅蹂。
Reactor 線程模型
Reactor 是反應(yīng)堆的意思纷闺，Reactor 模型是指通過(guò)一個(gè)或多個(gè)輸入同時(shí)傳遞給服務(wù)處理器的服務(wù)請(qǐng)求的事件驅(qū)動(dòng)處理模式。
服務(wù)端程序處理傳入多路請(qǐng)求份蝴，并將它們同步分派給請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的處理線程犁功，Reactor 模式也叫 Dispatcher 模式，即 I/O 多了復(fù)用統(tǒng)一監(jiān)聽事件婚夫，收到事件后分發(fā)(Dispatch 給某進(jìn)程)浸卦，是編寫高性能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的必備技術(shù)之一。
Reactor 模型中有 2 個(gè)關(guān)鍵組成：
Reactor请敦，Reactor 在一個(gè)單獨(dú)的線程中運(yùn)行，負(fù)責(zé)監(jiān)聽和分發(fā)事件储玫，分發(fā)給適當(dāng)?shù)奶幚沓绦騺?lái)對(duì) IO 事件做出反應(yīng)侍筛。它就像公司的電話接線員，它接聽來(lái)自客戶的電話并將線路轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)穆?lián)系人撒穷。
Handlers匣椰，處理程序執(zhí)行 I/O 事件要完成的實(shí)際事件，類似于客戶想要與之交談的公司中的實(shí)際官員端礼。Reactor 通過(guò)調(diào)度適當(dāng)?shù)奶幚沓绦騺?lái)響應(yīng) I/O 事件禽笑，處理程序執(zhí)行非阻塞操作。
Reactor 模型
取決于 Reactor 的數(shù)量和 Hanndler 線程數(shù)量的不同蛤奥，Reactor 模型有 3 個(gè)變種：
單 Reactor 單線程佳镜。
單 Reactor 多線程。
主從 Reactor 多線程凡桥。
可以這樣理解，Reactor 就是一個(gè)執(zhí)行 while (true) { selector.select(); …} 循環(huán)的線程，會(huì)源源不斷的產(chǎn)生新的事件癞谒，稱作反應(yīng)堆很貼切梗搅。
篇幅關(guān)系，這里不再具體展開 Reactor 特性衰猛、優(yōu)缺點(diǎn)比較迟蜜，有興趣的讀者可以參考我之前另外一篇文章：《理解高性能網(wǎng)絡(luò)模型》。
Netty 線程模型
Netty 主要基于主從 Reactors 多線程模型（如下圖）做了一定的修改啡省，其中主從 Reactor 多線程模型有多個(gè) Reactor：
MainReactor 負(fù)責(zé)客戶端的連接請(qǐng)求娜睛，并將請(qǐng)求轉(zhuǎn)交給 SubReactor髓霞。
SubReactor 負(fù)責(zé)相應(yīng)通道的 IO 讀寫請(qǐng)求。
非 IO 請(qǐng)求（具體邏輯處理）的任務(wù)則會(huì)直接寫入隊(duì)列微姊，等待 worker threads 進(jìn)行處理酸茴。
這里引用 Doug Lee 大神的 Reactor 介紹：Scalable IO in Java 里面關(guān)于主從 Reactor 多線程模型的圖：
主從 Rreactor 多線程模型
特別說(shuō)明的是：雖然 Netty 的線程模型基于主從 Reactor 多線程，借用了 MainReactor 和 SubReactor 的結(jié)構(gòu)兢交。但是實(shí)際實(shí)現(xiàn)上 SubReactor 和 Worker 線程在同一個(gè)線程池中：
EventLoopGroup?bossGroup?=newNioEventLoopGroup();
EventLoopGroup?workerGroup?=newNioEventLoopGroup();
ServerBootstrapserver=newServerBootstrap();
server.group(bossGroup,?workerGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
上面代碼中的 bossGroup 和 workerGroup 是 Bootstrap 構(gòu)造方法中傳入的兩個(gè)對(duì)象薪捍，這兩個(gè) group 均是線程池：
bossGroup 線程池則只是在 Bind 某個(gè)端口后，獲得其中一個(gè)線程作為 MainReactor配喳，專門處理端口的 Accept 事件酪穿，每個(gè)端口對(duì)應(yīng)一個(gè) Boss 線程。
workerGroup 線程池會(huì)被各個(gè) SubReactor 和 Worker 線程充分利用晴裹。
異步處理
異步的概念和同步相對(duì)被济。當(dāng)一個(gè)異步過(guò)程調(diào)用發(fā)出后，調(diào)用者不能立刻得到結(jié)果涧团。實(shí)際處理這個(gè)調(diào)用的部件在完成后只磷，通過(guò)狀態(tài)、通知和回調(diào)來(lái)通知調(diào)用者泌绣。
Netty 中的 I/O 操作是異步的钮追，包括 Bind、Write阿迈、Connect 等操作會(huì)簡(jiǎn)單的返回一個(gè) ChannelFuture元媚。
調(diào)用者并不能立刻獲得結(jié)果，而是通過(guò) Future-Listener 機(jī)制苗沧，用戶可以方便的主動(dòng)獲取或者通過(guò)通知機(jī)制獲得 IO 操作結(jié)果刊棕。
當(dāng) Future 對(duì)象剛剛創(chuàng)建時(shí)，處于非完成狀態(tài)待逞，調(diào)用者可以通過(guò)返回的 ChannelFuture 來(lái)獲取操作執(zhí)行的狀態(tài)甥角，注冊(cè)監(jiān)聽函數(shù)來(lái)執(zhí)行完成后的操作。
常見有如下操作：
通過(guò) isDone 方法來(lái)判斷當(dāng)前操作是否完成识樱。
通過(guò) isSuccess 方法來(lái)判斷已完成的當(dāng)前操作是否成功蜈膨。
通過(guò) getCause 方法來(lái)獲取已完成的當(dāng)前操作失敗的原因。
通過(guò) isCancelled 方法來(lái)判斷已完成的當(dāng)前操作是否被取消牺荠。
通過(guò) addListener 方法來(lái)注冊(cè)監(jiān)聽器翁巍，當(dāng)操作已完成(isDone 方法返回完成)，將會(huì)通知指定的監(jiān)聽器休雌；如果 Future 對(duì)象已完成灶壶，則理解通知指定的監(jiān)聽器。
例如下面的代碼中綁定端口是異步操作杈曲，當(dāng)綁定操作處理完驰凛，將會(huì)調(diào)用相應(yīng)的監(jiān)聽器處理邏輯胸懈。
serverBootstrap.bind(port).addListener(future?->?{
if(future.isSuccess())?{
System.out.println(newDate()?+":?端口["+?port?+"]綁定成功!");
}else{
System.err.println("端口["+?port?+"]綁定失敗!");
}
});
相比傳統(tǒng)阻塞 I/O，執(zhí)行 I/O 操作后線程會(huì)被阻塞住, 直到操作完成恰响；異步處理的好處是不會(huì)造成線程阻塞趣钱，線程在 I/O 操作期間可以執(zhí)行別的程序，在高并發(fā)情形下會(huì)更穩(wěn)定和更高的吞吐量胚宦。
Netty 架構(gòu)設(shè)計(jì)
前面介紹完 Netty 相關(guān)一些理論首有，下面從功能特性、模塊組件枢劝、運(yùn)作過(guò)程來(lái)介紹 Netty 的架構(gòu)設(shè)計(jì)井联。
功能特性
Netty 功能特性如下：
傳輸服務(wù)，支持 BIO 和 NIO您旁。
容器集成烙常，支持 OSGI、JBossMC鹤盒、Spring蚕脏、Guice 容器。
協(xié)議支持侦锯，HTTP驼鞭、Protobuf、二進(jìn)制率触、文本终议、WebSocket 等一系列常見協(xié)議都支持汇竭。還支持通過(guò)實(shí)行編碼解碼邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)自定義協(xié)議葱蝗。
Core 核心，可擴(kuò)展事件模型细燎、通用通信 API两曼、支持零拷貝的 ByteBuf 緩沖對(duì)象。
模塊組件
Bootstrap玻驻、ServerBootstrap
Bootstrap 意思是引導(dǎo)悼凑，一個(gè) Netty 應(yīng)用通常由一個(gè) Bootstrap 開始，主要作用是配置整個(gè) Netty 程序璧瞬，串聯(lián)各個(gè)組件户辫，Netty 中 Bootstrap 類是客戶端程序的啟動(dòng)引導(dǎo)類，ServerBootstrap 是服務(wù)端啟動(dòng)引導(dǎo)類嗤锉。
Future渔欢、ChannelFuture
正如前面介紹，在 Netty 中所有的 IO 操作都是異步的瘟忱，不能立刻得知消息是否被正確處理奥额。
但是可以過(guò)一會(huì)等它執(zhí)行完成或者直接注冊(cè)一個(gè)監(jiān)聽苫幢，具體的實(shí)現(xiàn)就是通過(guò) Future 和 ChannelFutures，他們可以注冊(cè)一個(gè)監(jiān)聽垫挨，當(dāng)操作執(zhí)行成功或失敗時(shí)監(jiān)聽會(huì)自動(dòng)觸發(fā)注冊(cè)的監(jiān)聽事件韩肝。
Channel
Netty 網(wǎng)絡(luò)通信的組件，能夠用于執(zhí)行網(wǎng)絡(luò) I/O 操作九榔。Channel 為用戶提供：
當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連接的通道的狀態(tài)（例如是否打開哀峻？是否已連接？）
網(wǎng)絡(luò)連接的配置參數(shù) （例如接收緩沖區(qū)大兄闾搿）
提供異步的網(wǎng)絡(luò) I/O 操作(如建立連接谜诫，讀寫，綁定端口)攻旦，異步調(diào)用意味著任何 I/O 調(diào)用都將立即返回喻旷，并且不保證在調(diào)用結(jié)束時(shí)所請(qǐng)求的 I/O 操作已完成。
調(diào)用立即返回一個(gè) ChannelFuture 實(shí)例牢屋，通過(guò)注冊(cè)監(jiān)聽器到 ChannelFuture 上且预，可以 I/O 操作成功、失敗或取消時(shí)回調(diào)通知調(diào)用方烙无。
支持關(guān)聯(lián) I/O 操作與對(duì)應(yīng)的處理程序锋谐。
不同協(xié)議、不同的阻塞類型的連接都有不同的 Channel 類型與之對(duì)應(yīng)截酷。下面是一些常用的 Channel 類型：
NioSocketChannel涮拗，異步的客戶端 TCP Socket 連接。
NioServerSocketChannel迂苛，異步的服務(wù)器端 TCP Socket 連接三热。
NioDatagramChannel，異步的 UDP 連接三幻。
NioSctpChannel就漾，異步的客戶端 Sctp 連接。
NioSctpServerChannel念搬，異步的 Sctp 服務(wù)器端連接抑堡，這些通道涵蓋了 UDP 和 TCP 網(wǎng)絡(luò) IO 以及文件 IO。
Selector
Netty 基于 Selector 對(duì)象實(shí)現(xiàn) I/O 多路復(fù)用朗徊，通過(guò) Selector 一個(gè)線程可以監(jiān)聽多個(gè)連接的 Channel 事件首妖。
當(dāng)向一個(gè) Selector 中注冊(cè) Channel 后，Selector 內(nèi)部的機(jī)制就可以自動(dòng)不斷地查詢(Select) 這些注冊(cè)的 Channel 是否有已就緒的 I/O 事件（例如可讀爷恳，可寫有缆，網(wǎng)絡(luò)連接完成等），這樣程序就可以很簡(jiǎn)單地使用一個(gè)線程高效地管理多個(gè) Channel 。
NioEventLoop
NioEventLoop 中維護(hù)了一個(gè)線程和任務(wù)隊(duì)列妒貌，支持異步提交執(zhí)行任務(wù)通危，線程啟動(dòng)時(shí)會(huì)調(diào)用 NioEventLoop 的 run 方法，執(zhí)行 I/O 任務(wù)和非 I/O 任務(wù)：
I/O 任務(wù)灌曙，即 selectionKey 中 ready 的事件菊碟，如 accept、connect在刺、read逆害、write 等，由 processSelectedKeys 方法觸發(fā)蚣驼。
非 IO 任務(wù)魄幕，添加到 taskQueue 中的任務(wù)，如 register0颖杏、bind0 等任務(wù)纯陨，由 runAllTasks 方法觸發(fā)。
兩種任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間比由變量 ioRatio 控制留储，默認(rèn)為 50翼抠，則表示允許非 IO 任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間與 IO 任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間相等。
NioEventLoopGroup
NioEventLoopGroup获讳，主要管理 eventLoop 的生命周期阴颖，可以理解為一個(gè)線程池，內(nèi)部維護(hù)了一組線程丐膝，每個(gè)線程(NioEventLoop)負(fù)責(zé)處理多個(gè) Channel 上的事件量愧，而一個(gè) Channel 只對(duì)應(yīng)于一個(gè)線程。
ChannelHandler
ChannelHandler 是一個(gè)接口帅矗，處理 I/O 事件或攔截 I/O 操作偎肃，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到其 ChannelPipeline(業(yè)務(wù)處理鏈)中的下一個(gè)處理程序。
ChannelHandler 本身并沒(méi)有提供很多方法损晤，因?yàn)檫@個(gè)接口有許多的方法需要實(shí)現(xiàn)软棺，方便使用期間红竭，可以繼承它的子類：
ChannelInboundHandler 用于處理入站 I/O 事件尤勋。
ChannelOutboundHandler 用于處理出站 I/O 操作。
或者使用以下適配器類：
ChannelInboundHandlerAdapter 用于處理入站 I/O 事件茵宪。
ChannelOutboundHandlerAdapter 用于處理出站 I/O 操作最冰。
ChannelDuplexHandler 用于處理入站和出站事件。
ChannelHandlerContext
保存 Channel 相關(guān)的所有上下文信息稀火，同時(shí)關(guān)聯(lián)一個(gè) ChannelHandler 對(duì)象暖哨。
ChannelPipline
保存 ChannelHandler 的 List，用于處理或攔截 Channel 的入站事件和出站操作凰狞。
ChannelPipeline 實(shí)現(xiàn)了一種高級(jí)形式的攔截過(guò)濾器模式篇裁，使用戶可以完全控制事件的處理方式沛慢，以及 Channel 中各個(gè)的 ChannelHandler 如何相互交互。
下圖引用 Netty 的 Javadoc 4.1 中 ChannelPipeline 的說(shuō)明达布，描述了 ChannelPipeline 中 ChannelHandler 通常如何處理 I/O 事件团甲。
I/O 事件由 ChannelInboundHandler 或 ChannelOutboundHandler 處理，并通過(guò)調(diào)用 ChannelHandlerContext 中定義的事件傳播方法黍聂。
例如 ChannelHandlerContext.fireChannelRead（Object）和 ChannelOutboundInvoker.write（Object）轉(zhuǎn)發(fā)到其最近的處理程序躺苦。
入站事件由自下而上方向的入站處理程序處理，如圖左側(cè)所示产还。入站 Handler 處理程序通常處理由圖底部的 I/O 線程生成的入站數(shù)據(jù)匹厘。
通常通過(guò)實(shí)際輸入操作（例如 SocketChannel.read（ByteBuffer））從遠(yuǎn)程讀取入站數(shù)據(jù)。
出站事件由上下方向處理脐区，如圖右側(cè)所示愈诚。出站 Handler 處理程序通常會(huì)生成或轉(zhuǎn)換出站傳輸，例如 write 請(qǐng)求牛隅。
I/O 線程通常執(zhí)行實(shí)際的輸出操作扰路，例如 SocketChannel.write（ByteBuffer）。
在 Netty 中每個(gè) Channel 都有且僅有一個(gè) ChannelPipeline 與之對(duì)應(yīng)倔叼，它們的組成關(guān)系如下：
一個(gè) Channel 包含了一個(gè) ChannelPipeline汗唱，而 ChannelPipeline 中又維護(hù)了一個(gè)由 ChannelHandlerContext 組成的雙向鏈表，并且每個(gè) ChannelHandlerContext 中又關(guān)聯(lián)著一個(gè) ChannelHandler丈攒。
入站事件和出站事件在一個(gè)雙向鏈表中哩罪，入站事件會(huì)從鏈表 head 往后傳遞到最后一個(gè)入站的 handler，出站事件會(huì)從鏈表 tail 往前傳遞到最前一個(gè)出站的 handler巡验，兩種類型的 handler 互不干擾际插。
Netty?工作原理架構(gòu)
初始化并啟動(dòng) Netty 服務(wù)端過(guò)程如下：
publicstaticvoidmain(String[]?args){
//?創(chuàng)建mainReactor
NioEventLoopGroup?boosGroup?=newNioEventLoopGroup();
//?創(chuàng)建工作線程組
NioEventLoopGroup?workerGroup?=newNioEventLoopGroup();
final?ServerBootstrap?serverBootstrap?=newServerBootstrap();
serverBootstrap
//?組裝NioEventLoopGroup?
.group(boosGroup,?workerGroup)
//?設(shè)置channel類型為NIO類型
.channel(NioServerSocketChannel.class)
//?設(shè)置連接配置參數(shù)
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG,1024)
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)
.childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY,true)
//?配置入站、出站事件handler
.childHandler(newChannelInitializer()?{
@Override
protectedvoidinitChannel(NioSocketChannel?ch)
{
//?配置入站显设、出站事件channel
ch.pipeline().addLast(...);
ch.pipeline().addLast(...);
}
});
//?綁定端口
intport?=8080;
serverBootstrap.bind(port).addListener(future?->?{
if(future.isSuccess())?{
System.out.println(newDate()?+":?端口["+?port?+"]綁定成功!");
}else{
System.err.println("端口["+?port?+"]綁定失敗!");
}
});
}
基本過(guò)程如下：
初始化創(chuàng)建 2 個(gè) NioEventLoopGroup框弛，其中 boosGroup 用于 Accetpt 連接建立事件并分發(fā)請(qǐng)求，workerGroup 用于處理 I/O 讀寫事件和業(yè)務(wù)邏輯捕捂。
基于 ServerBootstrap(服務(wù)端啟動(dòng)引導(dǎo)類)瑟枫，配置 EventLoopGroup、Channel 類型指攒，連接參數(shù)慷妙、配置入站、出站事件 handler允悦。
綁定端口膝擂，開始工作。
結(jié)合上面介紹的 Netty Reactor 模型，介紹服務(wù)端 Netty 的工作架構(gòu)圖：
服務(wù)端 Netty Reactor 工作架構(gòu)圖
Server 端包含 1 個(gè) Boss NioEventLoopGroup 和 1 個(gè) Worker NioEventLoopGroup架馋。
NioEventLoopGroup 相當(dāng)于 1 個(gè)事件循環(huán)組狞山，這個(gè)組里包含多個(gè)事件循環(huán) NioEventLoop，每個(gè) NioEventLoop 包含 1 個(gè) Selector 和 1 個(gè)事件循環(huán)線程叉寂。
每個(gè) Boss NioEventLoop 循環(huán)執(zhí)行的任務(wù)包含 3 步：
輪詢 Accept 事件铣墨。
處理 Accept I/O 事件，與 Client 建立連接办绝，生成 NioSocketChannel伊约，并將 NioSocketChannel 注冊(cè)到某個(gè) Worker NioEventLoop 的 Selector 上。
處理任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)孕蝉，runAllTasks屡律。任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)包括用戶調(diào)用 eventloop.execute 或 schedule 執(zhí)行的任務(wù)，或者其他線程提交到該 eventloop 的任務(wù)降淮。
每個(gè) Worker NioEventLoop 循環(huán)執(zhí)行的任務(wù)包含 3 步：
輪詢 Read超埋、Write 事件。
處理?I/O 事件佳鳖，即 Read霍殴、Write 事件，在 NioSocketChannel 可讀系吩、可寫事件發(fā)生時(shí)進(jìn)行處理来庭。
處理任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)，runAllTasks穿挨。
其中任務(wù)隊(duì)列中的 Task 有 3 種典型使用場(chǎng)景月弛。
①用戶程序自定義的普通任務(wù)
ctx.channel().eventLoop().execute(newRunnable()?{
@Override
publicvoidrun(){
//...
}
});
②非當(dāng)前 Reactor 線程調(diào)用 Channel 的各種方法
例如在推送系統(tǒng)的業(yè)務(wù)線程里面，根據(jù)用戶的標(biāo)識(shí)科盛，找到對(duì)應(yīng)的 Channel 引用帽衙，然后調(diào)用 Write 類方法向該用戶推送消息，就會(huì)進(jìn)入到這種場(chǎng)景贞绵。最終的 Write 會(huì)提交到任務(wù)隊(duì)列中后被異步消費(fèi)厉萝。
③用戶自定義定時(shí)任務(wù)
ctx.channel().eventLoop().schedule(newRunnable()?{
@Override
publicvoidrun(){
}
},60,?TimeUnit.SECONDS);
總結(jié)
現(xiàn)在穩(wěn)定推薦使用的主流版本還是 Netty4，Netty5 中使用了 ForkJoinPool榨崩，增加了代碼的復(fù)雜度谴垫，但是對(duì)性能的改善卻不明顯，所以這個(gè)版本不推薦使用蜡饵，官網(wǎng)也沒(méi)有提供下載鏈接弹渔。
Netty 入門門檻相對(duì)較高胳施，是因?yàn)檫@方面的資料較少溯祸，并不是因?yàn)樗卸嚯y，大家其實(shí)都可以像搞透 Spring 一樣搞透 Netty。
在學(xué)習(xí)之前焦辅，建議先理解透整個(gè)框架原理結(jié)構(gòu)博杖，運(yùn)行過(guò)程，可以少走很多彎路筷登。
如果想學(xué)習(xí)Java工程化剃根、高性能及分布式、深入淺出前方。性能調(diào)優(yōu)狈醉、Spring，MyBatis惠险，Netty源碼分析的朋友可以加我的Java高級(jí)架構(gòu)進(jìn)階群：180705916苗傅，群里有阿里大牛直播講解技術(shù)，以及Java大型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的視頻免費(fèi)分享給大家
