Netty高级特性及源码详解

Netty的编码与解码

1. 编解码：出站消息会把Java对象转换成字节，入站消息则将字节转成Java对象
2. Netty内部提供了一系列内置编解码API
3. 如StringEncoder和StringDecoder和编解码对象的ObjectEncoder和ObjectDecoder
4. 如果要实现高效的编解码可以用protobuf
5. protobuf要维护大量proto文件，比较麻烦，一般可以使用protostuff，使用简单

Netty粘包拆包

• TCP是一个流协议，就是没有界限的一长串二进制数据
• TCP作为传输层协议并不不了解上层业务数据的具体含义
• 务上认为是一个完整的包，可能会被TCP拆分成多个包进行发送
• 也有可能把多个小的包封装成一个大的数据包发送
• 以上描述的就是粘包和拆包，如何解决？
  • 消息定长，不够补空位；有点浪费
  • 消息数据包尾部添加特殊结束符；简单，但要保证内容不能出现特殊符号
  • 发送数据时，将数据长度一并发送出去；
• Netty内置有3种编码器支持分包操作
  • LineBasedFrameDecoder（回车换行分包）
  • DelimiterBasedFrameDecoder（特殊分隔符分包）
  • FixedLengthFrameDecoder（固定长度报文来分包）
  • 也可自定义

Netty心跳检测机制

1. 客户端和服务器之间定期发送的一种特殊的数据包，通知对方自己还在线
2. Netty中实现心跳机制的关键是 IdleStateHandler

断线重连

1. 网络出现问题，客户端需要支持重连机制
2. 客户端断开连接后可感知到，并通过Handler的channelInactive方法进行重连

Netty高并发高性能架构设计精髓

1. 主从Reactor线程模型

2. NIO多路复用非阻塞

3. 无锁串行化思想

   • 消息的处理尽可能在同一个线程内完成
   • 避免了多线程操作导致的锁的竞争
   • NIO的多路复用就是一种无锁串行化的设计思想

4. 高性能的序列化协议

5. 零拷贝，使用直接内存

   • 直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分
   • 也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域
   • java里用DirectByteBuffer可以分配一块直接内存(堆外内存)
   • 元空间对应的内存也叫作直接内存，它们对应的都是机器的物理内存
   • 直接内存申请较慢，但访问效率高
   • 零拷贝：直接内存=>系统调用=>硬盘/网卡
   • 二次拷贝：堆内存=>直接内存=>系统调用=>硬盘/网卡
   • 优点：不占用堆内存空间，减少了发生GC的可能，访问效率高
   • 缺点：初始分配慢，没有JVM直接管理内存，容易发生内存溢出
   • 通过-XX:MaxDirectMemorySize来指定阈值，达到阈值后会触发FULLGC回收内存
   • 零拷贝：使用堆外直接内存进行Socket读写，不需要进行字节缓冲区的二次拷贝

6. ByteBuf内存池设计

   • Netty提供了基于ByteBuf内存池的缓冲区重用机制
   • 需要的时候直接从池子里获取ByteBuf使用即可
   • 使用完毕之后就重新放回到池子里去

7. 灵活的TCP参数配置能力

   • 根据实例业务情况，合理设置TCP参数，可有效提升性能
   • 比如设置：发送缓冲区和接收缓冲区