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在分布式系统被广泛应用的今天, 服务有可能分布在网络中的各个节点中. 因此, 服务之间的调用对分布式系统来说, 就显得尤为重要.
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对于高性能的 RPC 框架, Netty 作为异步通信框架, 几乎成为必备品. 例如, Dubbo 框架中通信组件, 还有 RocketMQ 中生产者和消费者的通信, 都使用了 Netty. 今天, 我们来看看 Netty 的基本架构和原理.
Netty 的特点与 NIO
Netty 是一个异步的, 基于事件驱动的网络应用框架, 它可以用来开发高性能服务端和客户端.
以前编写网络调用程序的时候, 我们都会在客户端创建一个 Socket, 通过这个 Socket 连接到服务端.
服务端根据这个 Socket 创建一个 Thread, 用来发出请求. 客户端在发起调用以后, 需要等待服务端处理完成, 才能继续后面的操作. 这样线程会出现等待的状态.
如果客户端请求数越多, 服务端创建的处理线程也会越多, JVM 如此多的线程并不是一件容易的事.
使用阻赛 I/O 处理多个连接
为了解决上述的问题, 推出了 NIO 的概念, 也就是(Non-blocking I/O). 其中, Selector 机制就是 NIO 的核心.
当每次客户端请求时, 会创建一个 Socket Channel, 并将其注册到 Selector 上(多路复用器).
然后, Selector 关注服务端 IO 读写事件, 此时客户端并不用等待 IO 事件完成, 可以继续做接下来的工作.
一旦, 服务端完成了 IO 读写操作, Selector 会接到通知, 同时告诉客户端 IO 操作已经完成.
接到通知的客户端, 就可以通过 SocketChannel 获取需要的数据了.
NIO 机制与 Selector
上面描述的过程有点异步的意思, 不过, Selector 实现的并不是真正意义上的异步操作.
因为 Selector 需要通过线程阻塞的方式监听 IO 事件变更, 只是这种方式没有让客户端等待, 是 Selector 在等待 IO 返回, 并且通知客户端去获取数据. 真正 "异步 IO"(AIO)这里不展开介绍, 有兴趣可以自行查找.
说好了 NIO 再来谈谈 Netty,Netty 作为 NIO 的实现, 它适用于服务器 / 客户端通讯的场景, 以及针对于 TCP 协议下的高并发应用.
对于开发者来说, 它具有以下特点:
对 NIO 进行封装, 开发者不需要关注 NIO 的底层原理, 只需要调用 Netty 组件就能够完成工作.
对网络调用透明, 从 Socket 建立 TCP 连接到网络异常的处理都做了包装.
对数据处理灵活, Netty 支持多种序列化框架, 通过 "ChannelHandler" 机制, 可以自定义 "编 / 解码器".
对性能调优友好, Netty 提供了线程池模式以及 Buffer 的重用机制(对象池化), 不需要构建复杂的多线程模型和操作队列.
从一个简单的例子开始
开篇讲到了, 为了满足高并发下网络请求, 引入了 NIO 的概念. Netty 是针对 NIO 的实现, 在 NIO 封装, 网络调用, 数据处理以及性能优化等方面都有不俗的表现.
学习架构最容易的方式就是从实例入手, 从客户端访问服务端的代码来看看 Netty 是如何运作的. 再一次介绍代码中调用的组件以及组件的工作原理.
假设有一个客户端去调用一个服务端, 假设服务端叫做 EchoServer, 客户端叫做 EchoClient, 用 Netty 架构实现代码如下.
服务端代码
构建服务器端, 假设服务器接受客户端传来的信息, 然后在控制台打印. 首先, 生成 EchoServer, 在构造函数中传入需要监听的端口号.
构造函数中传入需要监听的端口号
接下来就是服务的启动方法:
启动 NettyServer 的 Start 方法
Server 的启动方法涉及到了一些组件的调用, 例如 EventLoopGroup,Channel. 这些会在后面详细讲解.
这里有个大致的印象就好:
创建 EventLoopGroup.
创建 ServerBootstrap.
指定所使用的 NIO 传输 Channel.
使用指定的端口设置套接字地址.
添加一个 ServerHandler 到 Channel 的 ChannelPipeline.
异步地绑定服务器; 调用 sync() 方法阻塞等待直到绑定完成.
获取 Channel 的 CloseFuture, 并且阻塞当前线程直到它完成.
关闭 EventLoopGroup, 释放所有的资源.
NettyServer 启动以后会监听某个端口的请求, 当接受到了请求就需要处理了. 在 Netty 中客户端请求服务端, 被称为 "入站" 操作.
- ChannelInBoundHandler(入站事件处理器)
- ChannelOutBoundHandler(出站事件处理器)
- TinySubPage
- SmallSubPage
- ChunkList
来源: http://www.tuicool.com/articles/QfAzI3j