初识Netty,Java-NIO

Netty和Tomcat有什么区别?

Netty和Tomcat最大的区别就在于通信协议,Tomcat是基于Http协议的,他的实质是一个基于http协议的web容器,但是Netty不一样,他能通过编程自定义各种协议,因为netty能够通过codec自己来编码/解码字节流,完成类似redis访问的功能,这就是netty和tomcat最大的不同。
特点:
并发高;
传输快;
封装好;

重要结构: selector

NIO中,当一个Socket建立好之后,Thread并不会阻塞去接受这个Socket,而是将这个请求交给Selector,Selector会不断的去遍历所有的Socket,一旦有一个Socket建立完成,他会通知Thread,然后Thread处理完数据再返回给客户端——这个过程是阻塞的,这样就能让一个Thread处理更多的请求了。

NIO为同步非阻塞IO,阻塞业务处理但不阻塞数据接收(不阻塞请求的接收,接收到的请求交给一个线程,让线程去处理这些请求),适用于高并发且处理简单的场景。

Netty为什么传输快

Netty的传输快其实也是依赖了NIO的一个特性——零拷贝。
我们知道,Java的内存有堆内存、栈内存和字符串常量池等等,其中堆内存是占用内存空间最大的一块,也是Java对象存放的地方,一般我们的数据如果需要从IO读取到堆内存,中间需要经过Socket缓冲区,也就是说一个数据会被拷贝两次才能到达他的的终点,如果数据量大,就会造成不必要的资源浪费。
Netty针对这种情况,使用了NIO中的另一大特性——零拷贝,当他需要接收数据的时候,他会在堆内存之外开辟一块内存,数据就直接从IO读到了那块内存中去,在netty里面通过ByteBuf可以直接对这些数据进行直接操作,从而加快了传输速度。

   public class NettyOioServer {
    
        public void server(int port) throws Exception {
            final ByteBuf buf = Unpooled.unreleasableBuffer(
                    Unpooled.copiedBuffer("Hi!\r\n", Charset.forName("UTF-8")));
            EventLoopGroup group = new OioEventLoopGroup();
            try {
                ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();        //1
    
                b.group(group)                                    //2
                 .channel(OioServerSocketChannel.class)
                 .localAddress(new InetSocketAddress(port))
                 .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {//3
                     @Override
                     public void initChannel(SocketChannel ch) 
                         throws Exception {
                         ch.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() {            //4
                             @Override
                             public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
                                 ctx.writeAndFlush(buf.duplicate()).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);//5
                             }
                         });
                     }
                 });
                ChannelFuture f = b.bind().sync();  //6
                f.channel().closeFuture().sync();
            } finally {
                group.shutdownGracefully().sync();        //7
            }
        }
    }

Netty的一些重要概念:
Channel
数据传输流,与channel相关的概念有以下四个,上一张图让你了解netty里面的Channel。
初识Netty,Java-NIO

Channel一览
Channel,表示一个连接,可以理解为每一个请求,就是一个ChannelChannelHandler,核心处理业务就在这里,用于处理业务请求。 ChannelHandlerContext,用于传输业务数据。 ChannelPipeline,用于保存处理过程需要用到的ChannelHandler和ChannelHandlerContext。

ByteBuf
ByteBuf是一个存储字节的容器,最大特点就是使用方便,它既有自己的读索引和写索引,方便你对整段字节缓存进行读写,也支持get/set,方便你对其中每一个字节进行读写,他的数据结构如下图所示:
初识Netty,Java-NIO

他有三种使用模式:

1.Heap Buffer 堆缓冲区
堆缓冲区是ByteBuf最常用的模式,他将数据存储在堆空间。

2.Direct Buffer 直接缓冲区
直接缓冲区是ByteBuf的另外一种常用模式,他的内存分配都不发生在堆,jdk1.4引入的nio的ByteBuffer类允许jvm通过本地方法调用分配内存,这样做有两个好处

通过免去中间交换的内存拷贝, 提升IO处理速度; 直接缓冲区的内容可以驻留在垃圾回收扫描的堆区以外。
DirectBuffer 在 -XX:MaxDirectMemorySize=xxM大小限制下, 使用 Heap 之外的内存, GC对此”无能为力”,也就意味着规避了在高负载下频繁的GC过程对应用线程的中断影响.

3.Composite Buffer 复合缓冲区
复合缓冲区相当于多个不同ByteBuf的视图,这是netty提供的,jdk不提供这样的功能。

除此之外,他还提供一大堆api方便你使用,在这里我就不一一列出了,具体参见ByteBuf字节缓存。

Codec
Netty中的编码/解码器,通过他你能完成字节与pojo、pojo与pojo的相互转换,从而达到自定义协议的目的。
在Netty里面最有名的就是HttpRequestDecoder和HttpResponseEncoder了。

参考自简书-链接:https://www.jianshu.com/p/b9f3f6a16911

分类:

技术点:

相关文章: