Netty 概述

Netty

Tomcat是基于Http协议的，实质是一个基于http协议的web容器； Netty能经过编程自定义各类协议，由于netty可以经过codec本身来编码/解码字节流。
netty的性能不必定比tomcat性能高，tomcat从6.x开始就支持了nio模式，而且后续还有APR模式(一种经过JNI调用apache网络库的模式)，相比于旧的bio模式，并发性能获得了很大提升，特别是APR模式。

为何netty的性能会高呢？

1. 基于多路复用模型的IO模型下的Reactor模式（事件驱动IO） ， 适用于高并发多链接&短而快的IO事件处理 场景。 （多路复用 轮询每一个socket状态是内核在进行的， 传统的NIO是用户线程）
2. 零拷贝. 开辟堆外内存，IO的处理直接在该内存上处理，减小了BIO模型中用户态与内核态的数据复制 ----（这个与java提供的原生DirectByteBuffer， 在ByteBuffer 的类注释中有解释）
3. 提供不少减小拷贝的操做
   1. Unpooled.wrappedBuffer  能够将 byte[] 、ByteBuf、ByteBuffer等包装成一个UnpooledDirectByteBuf/UnpooledHeapByteBuf对象(eg. 内部维持了一个byte[]，由外部传入的byte[]直接替换), 进而避免了拷贝操做
   2. CompositeByteBuf.addComponents将多个ByteBuf合并为一个逻辑上的ByteBuf。
      
   3. ByteBuf 支持 slice 操做, 所以能够将 ByteBuf 分解为多个共享同一个存储区域的 ByteBuf, 避免了内存的拷贝
      
   4. 经过 FileRegion 包装的FileChannel.tranferTo 实现文件传输, 能够直接将文件缓冲区的数据发送到目标 Channel, 避免了传统经过循环 write 方式致使的内存拷贝问题.
      
      详见： http://www.javashuo.com/article/p-pededtnv-bu.html

支持并发高

基于多路复用的NIO（Nonblocking I/O，非阻塞IO）开发的网络通讯框架，对比于BIO并发性能获得了很大提升。

BIO的通讯方式

等待客户端发数据这个过程是阻塞的，这样就形成了一个线程只能处理一个请求的状况，而机器能支持的最大线程数是有限的（linux 的unlimit）。

NIO的通讯方式

当一个Socket创建好以后，Thread并不会阻塞去接受这个Socket，而是将这个请求交给Selector，Selector会不断的去遍历全部的Socket，一旦有一个Socket创建完成，他会通知Thread，而后Thread处理完数据再返回给客户端。这样就能让一个Thread处理更多的请求了。

传输快

Netty的传输快其实也是依赖了NIO的一个特性——零拷贝。

传统数据拷贝

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，通常数据若是须要从IO读取到堆内存，中间须要通过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，若是数据量大，就会形成没必要要的资源浪费。（数据从网卡到内核空间 -> 内核空间再copy到用户空间）

零拷贝

Netty当须要接收数据的时候，他会在堆内存以外开辟一块内存，数据就直接从IO读到了那块内存(堆外内存)中去，在netty里面经过ByteBuf能够直接对这些数据进行直接操做，从而加快了传输速度。

封装好

相对于JDK提供的BIO和NIO实现方式，Netty的封装更胜一筹。

源码解析

几个重要的概念。

• Channel 数据传输流，与channel相关的概念有如下四个
  
  • Channel，表示一个链接，能够理解为每个请求，就是一个Channel。
  • ChannelHandler，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，用于保存处理过程须要用到的ChannelHandler和ChannelHandlerContext。
• ByteBuf 
  一个存储字节的容器，最大特色就是使用方便，它既有本身的读索引和写索引，方便对整段字节缓存进行读写，也支持get/set，方便对其中每个字节进行读写，数据结构以下图所示：
  
  有三种使用模式： --类比于JDK提供的ByteBuffer。
  1. Heap Buffer 堆缓冲区
     堆缓冲区是ByteBuf最经常使用的模式，将数据存储在堆空间。
  2. Direct Buffer 直接缓冲区
     直接缓冲区是ByteBuf的另一种经常使用模式，内存分配都不发生在堆，jdk1.4引入的nio的ByteBuffer类容许jvm经过本地方法调用分配内存，这样作有两个好处
     • 经过免去中间交换的内存拷贝, 提高IO处理速度; 直接缓冲区的内容能够驻留在垃圾回收扫描的堆区之外。
     • DirectBuffer 在 -XX:MaxDirectMemorySize=xxM大小限制下, 使用 Heap 以外的内存, 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
     复合缓冲区至关于多个不一样ByteBuf的视图，这是netty提供的，jdk不提供这样的功能。

• Codec
  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。