文章來(lái)源知乎，作者：老錢(qián)
作為一個(gè)學(xué)Java的煞肾，如果沒(méi)有研究過(guò)Netty咧织，那么你對(duì)Java語(yǔ)言的使用和理解僅僅停留在表面水平，會(huì)點(diǎn)SSH籍救，寫(xiě)幾個(gè)MVC习绢，訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)和緩存，這些只是初等Java程序員干的事蝙昙。如果你要進(jìn)階闪萄，想了解Java服務(wù)器的深層高階知識(shí)，Netty絕對(duì)是一個(gè)必須要過(guò)的門(mén)檻奇颠。
有了Netty败去，你可以實(shí)現(xiàn)自己的HTTP服務(wù)器，F(xiàn)TP服務(wù)器大刊，UDP服務(wù)器为迈，RPC服務(wù)器，WebSocket服務(wù)器缺菌，Redis的Proxy服務(wù)器，MySQL的Proxy服務(wù)器等等搜锰。
如果你想知道Nginx是怎么寫(xiě)出來(lái)的伴郁，如果你想知道Tomcat和Jetty是如何實(shí)現(xiàn)的，如果你也想實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的Redis服務(wù)器蛋叼，那都應(yīng)該好好理解一下Netty焊傅，它們高性能的原理都是類(lèi)似的剂陡。
1. 創(chuàng)建一個(gè)ServerSocket，監(jiān)聽(tīng)并綁定一個(gè)端口
2. 一系列客戶(hù)端來(lái)請(qǐng)求這個(gè)端口
3. 服務(wù)器使用Accept狐胎，獲得一個(gè)來(lái)自客戶(hù)端的Socket連接對(duì)象
4. 啟動(dòng)一個(gè)新線(xiàn)程處理連接
4.1 讀Socket鸭栖，得到字節(jié)流
4.2 解碼協(xié)議，得到Http請(qǐng)求對(duì)象
4.3 處理Http請(qǐng)求握巢，得到一個(gè)結(jié)果晕鹊，封裝成一個(gè)HttpResponse對(duì)象
4.4 編碼協(xié)議，將結(jié)果序列化字節(jié)流
4.5 寫(xiě)Socket暴浦，將字節(jié)流發(fā)給客戶(hù)端繼續(xù)
5. 循環(huán)步驟3
HTTP服務(wù)器之所以稱(chēng)為HTTP服務(wù)器溅话，是因?yàn)榫幋a解碼協(xié)議是HTTP協(xié)議，如果協(xié)議是Redis協(xié)議歌焦，那它就成了Redis服務(wù)器飞几，如果協(xié)議是WebSocket，那它就成了WebSocket服務(wù)器独撇，等等屑墨。
使用Netty你就可以定制編解碼協(xié)議，實(shí)現(xiàn)自己的特定協(xié)議的服務(wù)器纷铣。
上面我們說(shuō)的是一個(gè)傳統(tǒng)的多線(xiàn)程服務(wù)器绪钥，這個(gè)也是Apache處理請(qǐng)求的模式。在高并發(fā)環(huán)境下关炼，線(xiàn)程數(shù)量可能會(huì)創(chuàng)建太多程腹，操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度壓力大，系統(tǒng)負(fù)載也會(huì)比較高儒拂。那怎么辦呢寸潦？
于是NIO誕生了，NIO并不是Java獨(dú)有的概念社痛，NIO代表的一個(gè)詞匯叫著IO多路復(fù)用见转。它是由操作系統(tǒng)提供的系統(tǒng)調(diào)用，早期這個(gè)操作系統(tǒng)調(diào)用的名字是select蒜哀，但是性能低下斩箫，后來(lái)漸漸演化成了Linux下的epoll和Mac里的kqueue。我們一般就說(shuō)是epoll撵儿，因?yàn)闆](méi)有人拿蘋(píng)果電腦作為服務(wù)器使用對(duì)外提供服務(wù)乘客。而Netty就是基于Java NIO技術(shù)封裝的一套框架。為什么要封裝淀歇，因?yàn)樵腏ava NIO使用起來(lái)沒(méi)那么方便易核，而且還有臭名昭著的bug，Netty把它封裝之后浪默，提供了一個(gè)易于操作的使用模式和接口牡直，用戶(hù)使用起來(lái)也就便捷多了缀匕。
那NIO究竟是什么東西呢？
NIO的全稱(chēng)是NoneBlocking IO碰逸，非阻塞IO乡小，區(qū)別與BIO，BIO的全稱(chēng)是Blocking IO饵史，阻塞IO满钟。那這個(gè)阻塞是什么意思呢？
- Accept是阻塞的约急，只有新連接來(lái)了零远，Accept才會(huì)返回，主線(xiàn)程才能繼
- Read是阻塞的厌蔽，只有請(qǐng)求消息來(lái)了牵辣，Read才能返回，子線(xiàn)程才能繼續(xù)處理
- Write是阻塞的奴饮，只有客戶(hù)端把消息收了纬向，Write才能返回，子線(xiàn)程才能繼續(xù)讀取下一個(gè)請(qǐng)求
所以傳統(tǒng)的多線(xiàn)程服務(wù)器是BlockingIO模式的戴卜，從頭到尾所有的線(xiàn)程都是阻塞的逾条。這些線(xiàn)程就干等在哪里，占用了操作系統(tǒng)的調(diào)度資源投剥，什么事也不干师脂，是浪費(fèi)。
么NIO是怎么做到非阻塞的呢江锨。它用的是事件機(jī)制吃警。它可以用一個(gè)線(xiàn)程把Accept，讀寫(xiě)操作啄育，請(qǐng)求處理的邏輯全干了酌心。如果什么事都沒(méi)得做，它也不會(huì)死循環(huán)挑豌，它會(huì)將線(xiàn)程休眠起來(lái)安券，直到下一個(gè)事件來(lái)了再繼續(xù)干活，這樣的一個(gè)線(xiàn)程稱(chēng)之為NIO線(xiàn)程氓英。
while true {
events = takeEvents(fds) // 獲取事件侯勉，如果沒(méi)有事件，線(xiàn)程就休眠
for event in events {
if event.isAcceptable {
doAccept() // 新鏈接來(lái)了
} elif event.isReadable {
request = doRead() // 讀消息
if request.isComplete() {
doProcess()
}
} elif event.isWriteable {
doWrite() // 寫(xiě)消息
}
}
}
NIO的流程大致就是上面的偽代碼描述的過(guò)程债蓝，跟實(shí)際真實(shí)的代碼有較多差異壳鹤，不過(guò)對(duì)于初學(xué)者，這樣理解也是足夠了饰迹。
Netty是建立在NIO基礎(chǔ)之上芳誓，Netty在NIO之上又提供了更高層次的抽象。
在Netty里面啊鸭，Accept連接可以使用單獨(dú)的線(xiàn)程池去處理锹淌，讀寫(xiě)操作又是另外的線(xiàn)程池來(lái)處理。
Accept連接和讀寫(xiě)操作也可以使用同一個(gè)線(xiàn)程池來(lái)進(jìn)行處理赠制。而請(qǐng)求處理邏輯既可以使用單獨(dú)的線(xiàn)程池進(jìn)行處理赂摆，也可以跟放在讀寫(xiě)線(xiàn)程一塊處理。線(xiàn)程池中的每一個(gè)線(xiàn)程都是NIO線(xiàn)程钟些。用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行組裝烟号，構(gòu)造出滿(mǎn)足系統(tǒng)需求的并發(fā)模型。
Netty提供了內(nèi)置的常用編解碼器政恍，包括行編解碼器［一行一個(gè)請(qǐng)求］汪拥，前綴長(zhǎng)度編解碼器［前N個(gè)字節(jié)定義請(qǐng)求的字節(jié)長(zhǎng)度］，可重放解碼器［記錄半包消息的狀態(tài)］篙耗，HTTP編解碼器迫筑，WebSocket消息編解碼器等等
Netty提供了一些列生命周期回調(diào)接口，當(dāng)一個(gè)完整的請(qǐng)求到達(dá)時(shí)宗弯，當(dāng)一個(gè)連接關(guān)閉時(shí)脯燃，當(dāng)一個(gè)連接建立時(shí)，用戶(hù)都會(huì)收到回調(diào)事件蒙保，然后進(jìn)行邏輯處理辕棚。
Netty可以同時(shí)管理多個(gè)端口，可以使用NIO客戶(hù)端模型邓厕，這些對(duì)于RPC服務(wù)是很有必要的逝嚎。
Netty除了可以處理TCP Socket之外，還可以處理UDP Socket邑狸。在消息讀寫(xiě)過(guò)程中懈糯，需要大量使用ByteBuffer，Netty對(duì)ByteBuffer在性能和使用的便捷性上都進(jìn)行了優(yōu)化和抽象单雾。
總之赚哗，Netty是Java程序員進(jìn)階的必備神奇。如果你知其然硅堆，還想知其所以然屿储，一定要好好研究下Netty。如果你覺(jué)得Java枯燥無(wú)謂渐逃，Netty則是重新開(kāi)啟你對(duì)Java興趣大門(mén)的鑰匙够掠。
讀完一整篇也許你對(duì)Netty還不是特別清晰，可以關(guān)注公眾號(hào)「八戒程序猿」茄菊，發(fā)送「netty教程」即可獲取一套讓你少花時(shí)間疯潭，少走彎路的 netty教程赊堪。
