netty入门-7 ByteBuf

news2024/11/24 19:18:12

文章目录

前言
ByteBuf
- 结构
- 池化与非池化
- 创建（直接内存/堆内存）
- 写入和读取
- 释放
- 零拷贝，slice，duplicate， copy，Composite
结语

前言

ByteBuf这部分视频讲的更为详细。
主要参考视频。

ByteBuf

结构

首先这个东西的结构与ByteBuffer十分相似。
就是一个带指针的字节容器。
在这里插入图片描述

有读指针（read index），写指针（write index），和容量（capacity）。
我们每读取1字节，read index就加1
每写1字节，write index加1
可读范围就是write index - read index，读指针到了写指针的位置就表明没有数据可读。
read index之前一般就是已读字节
write index如果没到capacity，则write index到capacity之间表示可写字节。
还有就是ByteBuf可以扩容。内部有变量maxCapacity，若扩容时会超过这个值会报错。

池化与非池化

池化，听着有点陌生。
数据库连接池，线程池。都是池化来达到重用的思路。
ByteBuf也一样。
正常非池化意味着每次使用都要创建ByteBuf实例。
而池化则可以直接重用池中的ByteBuf实例。
直接内存的申请与释放是比较消耗性能的。所以采用池化可以省掉这部分开销。且省掉申请空间的时间。

创建（直接内存/堆内存）

可以创建基于堆的和基于直接内存的ByteBuf。

//默认池化，基于直接内存
ByteBuf buffer = ByteBufAllocator.DEFAULT.buffer(10);
//池化，基于堆内存
ByteBuf buffer = ByteBufAllocator.DEFAULT.heapBuffer(10);
//池化，基于直接内存
ByteBuf buffer = ByteBufAllocator.DEFAULT.directBuffer(10);

直接内存不受JVM GC管理，需要手动释放。
直接内存申请释放比较消耗性能(所以推荐池化)。
直接内存的优势在于读写性能高

写入和读取

这里的读取写入不需要切换读写模式
读取的话同样有mark和reset方法

buffer.markReaderIndex();
buffer.resetReaderIndex();
buffer.getInt();//读取一个int值，不改变指针位置

基本使用和ByteBuffer一样，读写指针的变化这里类似于NIO的ByteBuffer。不再赘述

这里主要说一个问题。
比如我们使用writeInt方法，int我们知道是32位的，4个字节。例如写入一个数字8，writeInt(8)，那么我们如果读取使用readByte()，表示读一个字节，前三次就会读出0，第四次才会读出8，相当于你把32位的int值分四次，每次读8位即一个字节。使用readInt就会直接读32位，不会出现上面的问题。
所以一般怎么写怎么读。

下面是老师讲义里的API表格
读取的API类似

方法签名	含义	备注
writeBoolean(boolean value)	写入 boolean 值	用一字节 01\|00 代表 true\|false
writeByte(int value)	写入 byte 值
writeShort(int value)	写入 short 值
writeInt(int value)	写入 int 值	Big Endian，即 0x250，写入后 00 00 02 50
writeIntLE(int value)	写入 int 值	Little Endian，即 0x250，写入后 50 02 00 00
writeLong(long value)	写入 long 值
writeChar(int value)	写入 char 值
writeFloat(float value)	写入 float 值
writeDouble(double value)	写入 double 值
writeBytes(ByteBuf src)	写入 netty 的 ByteBuf
writeBytes(byte[] src)	写入 byte[]
writeBytes(ByteBuffer src)	写入 nio 的 ByteBuffer
int writeCharSequence(CharSequence sequence, Charset charset)	写入字符串

释放

我们使用直接内存的ByteBuf需要我们自己来释放
Netty 这里采用了引用计数法来控制回收内存，每个 ByteBuf 都实现了 ReferenceCounted 接口

每个 ByteBuf 对象的初始计数为 1
调用 release 方法计数减 1，如果计数为 0，ByteBuf 内存被回收
调用 retain 方法计数加 1，表示调用者没用完之前，其它 handler 即使调用了 release 也不会造成回收
当计数为 0 时，底层内存会被回收，这时即使 ByteBuf 对象还在，其各个方法均无法正常使用

我们一般ByteBuf会经过多个ChannelHandler的传递，所以我们不能直接
release。而是在最后使用ByteBuf的地方释放。
老师这里说的是谁是最后使用者，谁负责 release
讲义的详细分析

起点，对于 NIO 实现来讲，在 io.netty.channel.nio.AbstractNioByteChannel.NioByteUnsafe#read 方法中首次创建 ByteBuf 放入 pipeline（line 163 pipeline.fireChannelRead(byteBuf)）
入站 ByteBuf 处理原则
- 对原始 ByteBuf 不做处理，调用 ctx.fireChannelRead(msg) 向后传递，这时无须 release
- 将原始 ByteBuf 转换为其它类型的 Java 对象，这时 ByteBuf 就没用了，必须 release
- 如果不调用 ctx.fireChannelRead(msg) 向后传递，那么也必须 release
- 注意各种异常，如果 ByteBuf 没有成功传递到下一个 ChannelHandler，必须 release
- 假设消息一直向后传，那么 TailContext 会负责释放未处理消息（原始的 ByteBuf）
出站 ByteBuf 处理原则
- 出站消息最终都会转为 ByteBuf 输出，一直向前传，由 HeadContext flush 后 release
异常处理原则
- 有时候不清楚 ByteBuf 被引用了多少次，但又必须彻底释放，可以循环调用 release 直到返回 true