【云原生 | 中间件】Netty是干什么的？

1、Netty 是由 JBOSS 提供的一个 Java 开源框架。Netty 提供基于事件驱动的异步网络 网络应用程序框架用于快速开发高性能、高可靠性的网络 IO 程序。 2、Netty 它可以帮助您快速、简单地开发网络应用程序，相当于简化和流程 NIO 的 开发过程。 3、Netty 是目前最流行的 NIO 框架，Netty 游泳 戏剧产业、通信产业等得到了广泛的应用，知名 Elasticsearch 、Dubbo 框架内采摘 用了 Netty。

Netty 对 JDK 自带的 NIO 的 API 包装解决了上述问题。

适用于各种传输类型的统一 API 阻塞和非阻塞 Socket；基于灵活且可扩展 事件模型可以清晰地分离注意力；高度可定制的线程模型 - 单线程，一个或多个 线程池。

详细记录的 Javadoc，用户指南和示例；没有其他依赖项，JDK 5（Netty 3.x）或 6（Netty 4.x）就足够了。

减少资源消耗；减少不必要的内存复制。

完整的 SSL/TLS 和 StartTLS 支持。

社区活跃，版本迭代周期短，发现 Bug 可及时修复， 同时，将添加更多的新功能。

1.不同的线程模式对程序的性能有很大的影响。Netty 我们来系统线程模式 的讲解下 各线程模式， 最后看看Netty 线程模型的优点是什么？ 2.现有的线程模型有: 传统阻塞 I/O 服务模型 Reactor 模式。 3、根据 Reactor 的数量和处理资源池线程的数量不同，有 3 典型的实现

1. 单 Reactor 单线程；
2. 单 Reactor 多线程；
3. 主从 Reactor 多线程。

4、Netty 线程模式，Netty 主要以主从为基础 Reactor 在一定程度上改进了多线程模型，主从 Reactor 多线程模型多 Reactor。

传统的阻塞 I/O 服务模型的 2 解决方案：

多个连接共享一个阻塞对象，应用程序只需要在一个阻塞对象等 等待，等待所有连接，无需堵塞。当一个连接有新的数据可以处理时，应通知操作系统 使用程序，线程从阻塞状态返回，开始业务处理 Reactor 对应的名称：

1. 反应器模式
2. 分发者模式(Dispatcher)
3. 通知者模式(notifier) 。

无需为每个连接创建线程，连接完成后的业务处理 任务分配到线程处理，一个线程可以处理多个连接的业务。

I/O 复用结合线程池 Reactor 模型的基本设计理念

（1）Reactor 通过一个或多个输方式 同时传输给服务处理器的模式 (基于事件驱动) . (2)服务器端程序处理传入的多个请求， 并将它们同步分派到相应的处理线 程， 因此Reactor模式也叫 Dispatcher模式. （3）Reactor 模式使用IO重用监听事件， 收到事件后，分发到线程(进入 程), 这是网络服务器高并发处理的关键。

Reactor 在单独的线程中运行，监控和分发事件，并将其分发到适当的地方 理程序来对 IO 事件做出反应。 它就像公司的电话接线员，它接听来自客户的电话并 将线路转移到合适的联系人；

执行处理程序 I/O 事件要完成的实际事件类似于客户想要与之交谈的公众 实际官员。Reactor 通过调度适当的处理程序来响应 I/O 事件，执行处理程序非阻塞操作。

根据 Reactor 资源池线程的数量与处理资源池线程的数量不同 3 典型的实现

1. 单 Reactor 单线程
2. 单 Reactor 多线程
3. 主从 Reactor 多线程

单 Reactor 单线程工作原理示意图

1、Select 是前面 I/O 复用模型介绍的标准网络编程 API，应用程序可以通过一个障碍实现 多路连接请求监控塞对象。 2、Reactor 对象通过 Select 监控客户端请求事件，收到事件后通过 Dispatch 进行分发。 3.建立连接请求事件的，由 Acceptor 通过 Accept 处理连接请求，然后创建一个 Handler 对象处理连接完成后的后续业务处理。 4.如果连接事件没有建立，则 Reactor 会分发调用连接对应的 Handler 来响应。 5、Handler 会完成 Read→业务处理→Send 完整的业务流程 结合实例：服务器端通过多路复用，使用一个线程完成一切 IO 操作(包括连接、读写 等)，编码简单清晰，但如果客户端连接数量较多，将无法支撑，前面 NIO 案例属于这种模型。

模型简单，无多线程、过程通信、竞争问题，全部在一个线程中完成。

只有一个线程不能充分发挥多核 CPU 的性能。Handler 在处理某 在连接业务中，整个过程无法处理其他连接事件，容易导致性能瓶颈。

意外终止线程或进入死循环会导致整个系统的通信模块失败 无法接收和处理外部信息，导致节点故障。

客户端的数量有限，业务处理非常快速，比如 Redis在业务处理的时间复 杂度 O(1) 的情况。

针对单 Reactor 多线程模型中，Reactor 在单线程中运行，高并发场景下容易成为性能瓶颈，可以让 Reactor 在多线程中运行。

1. Reactor 对象通过select 监控客户端请求 事件, 收到事件后，通过dispatch进行分发。
2. 如果建立连接请求, 则右Acceptor 通过 accept 处理连接请求, 然后创建一个Handler对象 处理完成连接后的各种事件、
3. 如果不是连接请求，则由reactor分发调用连接对 应的handler 来处理。
4. handler 只负责响应事件，不做具体的业务处理, 通过read 读取数据后，会分发给后面的worker线 程池的某个线程处理业务。
5. worker 线程池会分配独立线程完成真正的业务， 并将结果返回给handler 。
6. handler收到响应后，通过send 将结果返回给 client。

1、优点：可以充分的利用多核cpu 的处理能力。 2、缺点：多线程数据共享和访问比较复杂， reactor 处理所有的事件的监听和响应，在 单线程运行， 在高并发场景容易出现性能瓶颈.

1、优点：父线程与子线程的数据交互简单职责明确，父线程只需要接收新连接，子线 程完成后续的业务处理。 2、优点：父线程与子线程的数据交互简单，Reactor 主线程只需要把新连接传给子线 程，子线程无需返回数据。 3、缺点：编程复杂度较高 结合实例：这种模型在许多项目中广泛使用，包括 Nginx 主从 Reactor 多进程模型， Memcached 主从多线程，Netty 主从多线程模型的支持。

1. 单 Reactor 单线程，前台接待员和服务员是同一个人，全程为顾客服。
2. 单 Reactor 多线程，1 个前台接待员，多个服务员，接待员只负责接待。
3. 主从 Reactor 多线程，多个前台接待员，多个服务生 。

1. 响应快，不必为单个同步时间所阻塞，虽然 Reactor 本身依然是同步的。
2. 可以最大程度的避免复杂的多线程及同步问题，并且避免了多线程/进程 的切换开销。
3. 扩展性好，可以方便的通过增加 Reactor 实例个数来充分利用 CPU 资源。
4. 复用性好，Reactor 模型本身与具体事件处理逻辑无关，具有很高的复用性。

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