Undertow使用详解

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简介

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Undertow是一个开源的、灵活的、高性能的非阻塞性应用服务器，由JBoss提供。它可以用作嵌入式服务器，也可以用作大型项目的全功能应用服务器。Undertow的设计以提供最高的性能和最大的灵活性为主要目标，支持非阻塞性和阻塞性处理方式，可以处理十万级的并发连接。

Undertow的历史可以追溯到2013年，当时Red Hat发布了JBoss AS 7，这是一个基于Java 7的轻量级应用服务器。Undertow作为JBoss AS 7的默认Web服务器，提供了高效的非阻塞I/O和异步处理能力。

随着时间的推移，Undertow不断发展和完善。在WildFly 10中，Undertow被确立为默认的Web服务器，取代了之前的Jetty。Undertow继续成为WildFly和WildFly Swarm等项目的核心组件。

在2018年，Red Hat宣布将Undertow捐赠给Jakarta EE，作为默认的Web服务器和Servlet容器。这标志着Undertow在Java EE生态系统中得到了更广泛的认可和应用。

Undertow的历史与JBoss AS 7、WildFly和Jakarta EE等项目紧密相关，它的发展得到了开源社区和Red Hat等公司的支持。

Undertow的核心是一个非阻塞性的HTTP服务器，提供了HTTP/1.1、HTTP/2和SPDY支持。Undertow的特性包括：

轻量化和灵活：Undertow非常小，整个服务器的基本运行只需要不到4MB的Jar包。它可以作为独立的嵌入式服务器运行，也可以作为大型的集群应用服务器运行。
高性能：Undertow是一款高性能的服务器，能够处理大量的并发连接，而且处理效率非常高。
支持HTTP/2：Undertow支持HTTP/2协议，这使得它能够有效地利用网络资源，提高响应速度。
对Servlet 4.0的支持：Undertow提供了对Servlet 4.0的支持，可以无缝集成各种现代化的Web技术。
非阻塞性I/O：Undertow的非阻塞性I/O模型可以最大限度地减少线程的使用，提高系统的扩展性。

Undertow的常见使用场景包括：作为一种嵌入式的服务器，用于为独立的应用程序提供网络服务；作为一种传统的应用服务器，用于部署和运行各种Web应用。由于Undertow提供了高性能和高并发性，因此它非常适合于处理大量的用户请求。

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Undertow使用场景

Undertow的使用场景包括但不限于以下几个方面：

嵌入式服务器：Undertow可以作为嵌入式服务器，用于为独立的应用程序提供网络服务。由于其轻量化和灵活性，它非常适合于微服务架构，可以用于构建小型的、独立的服务。
传统应用服务器：Undertow也可以作为一种传统的应用服务器，用于部署和运行各种Web应用。由于Undertow提供了高性能和高并发性，因此它非常适合于处理大量的用户请求。
支持WebSockets：Undertow提供了对Web Socket的全面支持，包括JSR-356支持，这使得它适合构建需要实时通信的Web应用。
非阻塞性处理：Undertow支持非阻塞性处理方式，可以最大限度地减少线程的使用，提高系统的扩展性，使其适合处理高并发的请求。
灵活的扩展性：Undertow的Servlet容器支持多种传输方式，如HTTP、HTTPS、AJP和JOSE，这使得它具有很高的可扩展性，可以轻松地与各种现代Web技术集成。

Undertow是一个强大且灵活的服务器，适用于各种规模的项目和应用。

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Undertow优缺点

Undertow的优势包括：

高性能：Undertow采用了异步处理方式，可以更好地利用CPU资源，提高系统的吞吐量和响应速度。
轻量级：Undertow的代码量比Tomcat少很多，因此在运行时的内存占用也更小。
灵活的配置：Undertow提供了很多可配置项，可以根据具体需求进行灵活配置，而Tomcat则相对固定。
更好的异步支持：Undertow在异步处理方面更加强大，可以支持WebSocket、Servlet 3.1等技术。
更好的可扩展性：Undertow的架构更加灵活，可以方便地进行扩展和定制。

Undertow也有一些劣势：

社区规模：尽管Undertow在某些方面表现优秀，但与Tomcat相比，其社区规模较小，可能意味着在遇到问题时获取支持和解决方案的难度可能会更大。
成熟度：Undertow的历史相对较短，与Tomcat相比，其成熟度可能稍逊一筹。这可能会影响到在生产环境中部署和使用的稳定性。
依赖问题：Undertow的某些高级特性可能需要依赖较难获取或管理的第三方库，这可能会增加部署和管理的复杂性。
工具支持：与Tomcat相比，一些开发工具可能对Undertow的支持不够完善，这可能会影响到开发效率和问题调试。

选择是否使用Undertow需要根据具体的应用场景和需求来决定。在需要高性能、轻量级和灵活配置的场景下，Undertow可能是一个不错的选择。而在需要稳定性和成熟度的场景下，Tomcat可能更为合适。

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Undertow与Tomcat的比较

Undertow和Tomcat都是常用的Java Web服务器，它们在性能和特性上有所差异。

Undertow的优势包括：

高性能和低资源消耗：Undertow基于NIO，设计目标是高性能和低资源消耗。它利用了NIO的非阻塞IO特性，可以更高效地处理并发请求。相比之下，Tomcat使用的BIO模型在高并发情况下可能导致资源耗尽。
支持HTTP/2协议：Undertow支持HTTP/2协议，这是一种新一代高效的HTTP协议，通过多路复用的方式在单个TCP连接上同时处理多个请求，减少了网络延迟，提升了性能。而Tomcat目前只支持HTTP/1.1协议。
灵活的配置和扩展性：Undertow具有更灵活的配置方式，可以方便地进行扩展和定制。它还支持嵌入式开发，可以直接嵌入到Java项目中使用。

Tomcat的优势包括：

成熟的生态系统和广泛的支持：Tomcat拥有成熟的生态系统，广泛用于企业级应用开发，得到了社区的广泛支持和文档丰富的资料。这使得Tomcat在处理复杂的企业级应用程序时更加可靠和稳定。
功能完备：Tomcat提供了丰富的功能，例如支持Servlet和Web Socket，还提供了更完善的社区支持、更高的稳定性和更成熟的生态系统等特点。

Undertow在轻量级、高性能方面具有优势，适用于对性能要求较高的应用场景。而Tomcat虽然在性能方面稍逊一筹，但其稳定性和功能完备性使其成为企业级应用的首选。

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Undertow与Jetty的比较

Undertow和Jetty都是高性能的Java Web服务器，它们在功能和性能上有所差异。

Undertow的优势包括：

高性能：Undertow采用了异步处理方式，可以更好地利用CPU资源，提高系统的吞吐量和响应速度。
灵活的配置：Undertow提供了很多可配置项，可以根据具体需求进行灵活配置，而Jetty则相对固定。
更好的异步支持：Undertow在异步处理方面更加强大，可以支持WebSocket、Servlet 3.1等技术。
更好的可扩展性：Undertow的架构更加灵活，可以方便地进行扩展和定制。

Jetty的优势包括：

轻量级：Jetty的代码量比Undertow少很多，因此在运行时的内存占用也更小。
社区规模：Jetty的社区规模较大，这意味着在遇到问题时更容易获取支持和解决方案。
成熟度：Jetty的历史相对较长，这意味着其在稳定性方面可能更优秀。

Undertow在高性能、灵活配置和异步处理方面具有优势，而Jetty则在轻量级、社区规模和成熟度方面表现优秀。

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Undertow与Netty的比较

Undertow和Netty都是基于Java开发的网络通信框架，它们在应用范围和协议支持方面存在一些差异。

在应用范围上，Undertow主要用于构建Web服务器和Web应用程序，例如作为WildFly的默认Web服务器。而Netty的应用范围更加广泛，它主要用于构建各种网络应用，包括服务器和客户端，例如用于处理金融交易、大数据计算、游戏等领域。

在协议支持方面，Undertow主要支持HTTP协议，用于处理Web请求和响应。而Netty支持多种协议，包括TCP、UDP、HTTP、WebSocket等，可以灵活地应用于不同的网络通信场景。

此外，Undertow采用异步处理方式，具有高性能和低资源消耗的特点，而Netty也支持异步操作，但更注重于对各种网络协议的全面支持和灵活配置。

Undertow主要用于构建Web服务器和Web应用程序，而Netty则广泛应用于各种网络应用领域，支持多种协议并具有灵活的配置。选择使用哪个框架取决于具体的应用需求和场景。

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SpringBoot整合Undertow

在Spring Boot中整合Undertow，可以通过以下步骤实现：

添加依赖：在pom.xml文件中添加Spring Boot Starter Undertow的依赖。例如：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-undertow</artifactId>
</dependency>

配置Undertow：在application.properties或application.yml文件中配置Undertow的相关属性。例如：

server.port=8080
server.undertow.servlet-container.servlet-mapping=/myapp/*=/myapp/*

上述配置中，server.port指定了服务器的端口号，server.undertow.servlet-container.servlet-mapping用于配置Undertow的Servlet映射。

创建Spring Boot应用程序：按照正常的Spring Boot应用程序开发流程，创建控制器、实体类等。
启动应用程序：通过运行Spring Boot应用程序，启动Undertow服务器。

通过以上步骤，就可以在Spring Boot中整合Undertow，并使用它作为Web服务器。需要注意的是，Undertow与Tomcat在特性和配置上存在差异，因此在进行整合时需要参考相关文档和资源，以确保配置正确和应用程序正常运行。

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Undertow常用配置参数

Undertow的常用配置参数包括：

io-threads：指定用于处理I/O操作的线程数，默认为CPU核心数。增加线程数可以提高并发性能，但也会增加CPU负载。
worker-threads：指定用于处理请求的工作线程数，默认为CPU核心数的两倍。增加线程数可以提高并发处理能力。
buffer-size：指定输入输出缓冲区的大小，默认为8192字节。可以根据实际情况调整该值，以平衡内存消耗和性能。
server.undertow.io-threads：设置IO线程数，主要执行非阻塞的任务，它们会负责多个连接，默认设置每个CPU核心一个线程。
server.undertow.worker-threads：阻塞任务线程池，当执行类似servlet请求阻塞IO操作时，undertow会从这个线程池中取得线程。它的值设置取决于系统线程执行任务的阻塞系数，默认值是IO线程数*8。
server.undertow.buffer-size：每块buffer的空间大小，越小的空间被利用越充分，不要设置太大，以免影响其他应用，合适即可。

这些参数可以通过在Spring Boot的配置文件中进行设置来调整Undertow的性能和行为。请注意，具体参数可能会根据Undertow的版本和配置有所不同。在调整这些参数时，建议仔细阅读相关文档并进行适当的测试，以确保最佳的性能和稳定性。

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Undertow架构设计

Undertow的架构设计是组合式的，可以通过组合各种小型的目的单一的处理程序来构建Web服务器。这种设计使得Undertow非常灵活，可以选择完整的Java EE servlet 3.1容器或初级非阻塞程序处理。

Undertow的设计目标是完全可嵌入的，具有简单易用的编译接口。其生命周期完全由嵌入的应用程序控制。在Undertow中，没有任何容器的概念，应用程序是由多个处理程序组合而来的，通过嵌入的方式来管理所有这些处理程序的生命周期。

Undertow基于Java XNIO，这是一个对JDK NIO类的扩展，与netty的基本功能类似。但相较于后者，Undertow更像是扩展封装。Undertow的核心瓶子在1Mb以下，它在运行时也是轻量级的，具有一个简单的嵌入式服务器使用少于4Mb的堆空间。

Undertow支持对Web套接字的全面支持，包括JSR-356支持，也提供对Servlet 3.1的支持，包括对嵌入式servlet的支持。它还可以在同一部署中混合Servlet和本机Undertow非阻塞处理程序。

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Java使用Undertow示例

以下是一个简单的Java使用Undertow的示例：

添加Undertow依赖

在项目的pom.xml文件中添加Undertow的依赖：

<dependency>
    <groupId>io.undertow</groupId>
    <artifactId>undertow-core</artifactId>
    <version>2.0.15.Final</version>
</dependency>

创建Undertow服务器

创建一个Undertow服务器实例：

Undertow server = Undertow.builder()
        .addHttpListener(8080, "localhost")
        .setHandler(new HttpHandler() {
            @Override
            public void handleRequest(HttpServerRequest request, HttpServerResponse response) throws Exception {
                response.setStatusCode(200);
                response.getOutputStream().write("Hello, Undertow!".getBytes());
                response.getOutputStream().flush();
            }
        })
        .build();