前言

时间飞逝，转眼间毕业七年多，从事 Java 开发也六年了。我在想，也是时候将自己的 Java 整理成一套体系。这一次的知识体系面试题涉及到 Java 知识部分、性能优化、微服务、并发编程、开源框架、分布式等多个方面的知识点。

写这一套 Java 面试必备系列文章的初衷。

整理自己学过的知识，总结，让其成为一套体系，方便日后查阅。
现在不少 Java 开发者还比较迷茫，没有形成自己的一套知识体系。希望这一系列的文章能够帮助他们。

Netty是一款基于NIO（非阻塞I/O）开发的网络框架，与传统BIO相比，它的并发性能得到了很大的提高，而且更加节省资源。Netty不仅封装了NIO操作的很多细节；在设计上还基于灵活、可扩展的事件驱动模型与高度可定制的线程模型，让Netty的应用更加灵活。

作为一个被广泛使用的Java网络编程框架，Netty在互联网领域、大数据分布式计算领域、游戏行业、物联网行业等都得到了广泛的应用。很多流行的大数据框架的核心通信模块也都使用的是Netty，如Elasticsearch、HBase、Flink等。

本文将带领大家深入解读Netty底层核心源码及架构设计；全面分析Netty特性，掌握多线程实战技巧！

主要内容

本文包含大量的分布式底层架构的编写，涉及多线程、负载均衡算法、性能调优、线上问题紧急处理等内容。

本文通过非常简易的代码来讲解Netty在企业中的实际用法，通过对实例进行调试的方式对Netty源码进行了详细的剖析，力图使读者通过实际操作快速入门，并深入了解Netty底层的各个组件。

第1章Netty基础篇；

本章虽然是Netty的基础应用部分，但是涉及Java多线程交互、Netty客户端与服务端的长连接通信，为编写分布式RPC打好了基础。

在进行后续的Netty多线程编程时，会遇到各种问题。例如，从表面上看，Netty客户端只用一条线程就能完成与服务端的数据交互，为何要使用线程组？然而在实际应用中，Netty服务会部署在多台机器上，而客户端与服务端的连接也会有多条，这些连接链路Channel可以注册在同一个Worker线程组中。在学习Netty时，要多发现问题并多思考，以找到一个让自己满意的答案。

**第2章原理部分；**本章大部分内容都是TCP和NIO的理论知识，主要涉及数据序列化、编/解码器，以及数据的读/写和传输。本章内容大部分在平时工作中很少接触到，但对了解Netty底层原理有很大的帮助。想要写出高性能的代码，就必须对其底层原理有很深入的了解。

第3章分布式RPC；

3.1 Netty整合Spring
3.2采用Netty实现一套RPC框架
3.3分布式RPC的构建

**第4章Netty核心组件源码剖析；**本章主要对Netty的NioEventLoop线程、Channel、ByteBuf缓冲区、内存泄漏检测机制进行了详细的剖析。这些组件都是Netty的核心，在学习其源码的同时，要思考其整体设计思想，如Channel和ByteBuf的整体设计及其每层抽象类的意义；在这些组件中，Netty对哪些部分做了性能优化，如运用JDK的Unsafe、乐观锁、对象池、SelectedSelectionKeySet数据结构优化等。除了本章的核心组件，Netty还有Handler事件驱动模型、编码和解码、时间轮、复杂的内存池管理等，在后续章节会进行详细的剖析。

第5章Nettyi读/写请求源码剖析；

5.1 ServerBootstrap启动过程剖析
5.2 Netty对I/O就绪事件的处理

**第6章Netty内存管理；**内存管理是Netty最核心的部分，但也是最难以理解的部分，这主要是因为代码中涉及多线程的并发，以及各种位移的与或非操作。建议读者在学习时，把难以理解的代码贴到测试类中进行简单的调试。

本章首先介绍了底层PoolChunk的内存分配，然后介绍了上层的PoolArena 对内存的整体管理，最后介绍了 NioEventLoop 处理NioSocketChannel的OP_READ事件过程。当进行循环读数据时，运用ByteBufAllocator（内存分配器）与
AdaptiveRecvByteBufAllocator计算读循环需要分配的内存，把整个内存分配与应用结合了起来。至此，Netty的内存管理基本上介绍完了。

**第7章Netty时间轮高级应用；**本章主要讲述了时间轮的构建算法及其应用场景。定时检测服务除了外卖平台可以使用，其他地方也可以使用，如优惠券过期提醒、医院预约提醒等，只要是与未来一段时间相关的业务，基本上都可以使用它。

**第8章问题分析与性能调优；**本章主要讲解了服务器代码的部署、Jmeter压测、线上问题定位及解决的实战经验、性能调优的方案。服务器代码的部署也是应用开发过程中很重要的部分，对于未接触过Netty的读者有一定的帮助。一般开发人员平时很少接触Jmeter压测，大部分都是测试的工作。但在测出服务性能问题后，需要研发人员及时找到性能瓶颈并优化。至于线上问题定位与性能调优，是程序员在成长路上的宝贵经验，需要一定的积累。遇到的问题越多，解决问题的能力就会提升得越快。Netty的应用场景非常广，不只是做RPC，它在IM即时通信、物联网及游戏开发中都被大量使用。