netty基础学习1

1、netty是什么
   Netty 是一个基于 JAVA NIO 类库的异步通信框架，它的架构特点是：异步非阻塞、基于事件驱动、高性能、高可靠性和高可定制性。
2、NIO入门
   首先我们看一下基于同步线程阻塞IO（BIO）的线程模型图


   从上图可以看出同步阻塞IO（BIO）存在以下几个问题:
   •最大的问题就是缺乏弹性伸缩能力，服务端线程和客户端并发访问数量呈1:1的正比关系；
   •性能差：频繁的线程上下文切换导致CPU利用率不高；
   •可靠性差：由于所有的 IO 操作都是同步的，所以业务线程只要进行 IO 操作，也会存在被同步阻塞的风险，这会导致系统的可靠性差，依赖外部组件的处理能力和网络的情况。

    采用非阻塞 IO（NIO）之后，同步阻塞 IO 的三个缺陷都将迎刃而解：
    •Nio 采用 Reactor 模式，一个 Reactor 线程聚合一个多路复用器 Selector，它可以同时注册、监听和轮询成百上千个 Channel，一个 IO 线程可以同时并发处理N个客户端连接，线程模型优化为1：N（N < 进程可用的最大句柄数）或者 M : N (M通常为 CPU 核数 + 1， N < 进程可用的最大句柄数)；
    •由于 IO 线程总数有限，不会存在频繁的 IO 线程之间上下文切换和竞争，CPU 利用率高；
    •所有的 IO 操作都是异步的，即使业务线程直接进行 IO 操作，也不会被同步阻塞，系统不再依赖外部的网络环境和外部应用程序的处理性能。

　　由于切换到 NIO 编程之后可以为系统带来巨大的可靠性、性能提升，所以，目前采用 NIO 进行通信已经逐渐成为主流。
   
    其次我们看下异步IO(NIO)的服务端和客户的工作时序图：
     JDK NIO　服务端通信时序图


                
                 

JDK NIO 服务端通信序列图

   
　　JDK NIO 客户端通信时序图



                 

JDK NIO 客户端通信时序图

  
    不选择JAVA原生NIO编程的原因：
   （1）NIO的类库和API繁杂，使用麻烦，你需要熟练掌握Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer等。
    （2）需要具备其他的技能做铺垫，例如熟悉JAVA多线程编程，这是因为NIO编程设计到Reactor模式，你必须对多线程和网络编程特别熟悉，才能编写出高质量的NIO程序。
     （3）可靠性能补齐，工作量非常大。例如客户端面临断链重连、网路闪断、半包读写和失败缓存等问题。
     （4）JDK NIO的BUG,例如臭名昭著的epoll bug，它导致Selector的空轮巡，最终导致CPU 100% 。

    为什么选择netty
   
    Netty是业界最流行的NIO框架之一，它的健壮性、功能、性能、可扩展性和可定制性在同类型框架中是首屈一指的，它已经得到成百上千的商用项目验证，例如Hadoop的RPC框架avro使用Netty作为底层的通讯框架。很多其他业界的主流RPC框架也使用了Netty来构建共性能的异步通讯能力。
   
    Netty有如下几个优点
   
    API使用简单开发门槛低；

    功能强大，预置了多种编码功能，支持多种主流协议；

    定制功能强，可以通过ChannelHandler对通信框架进行灵活的扩至；

    性能高，通过和其他业界主流的NIO框架对比，Netty的综合性能最优；

    成熟、稳定，Netty修复了所有的已知JDK NIO的BUG；

    社区活跃，版本迭代周期短，发现BUG可以及时的被修复。