技术主题
Netty从本质上讲是一个高性能网络应用框架,之所以说是高性能,依赖于Netty的线程模型。
一网络编程性能的瓶颈
BIO 模型里, read() 操作和 write() 操作都会阻塞当前线程的,如果客户端已经和服务端建立了一个连接,而迟迟不发送数据,那么服务端的 read() 操作会一直阻塞,所以使用 BIO 模型,一般都会为每个 socket 分配一个独立的线程。
BIO线程模型适用于socket连接不是很多的场景,随着互联网的发展,需要支持的连接数也会很多,上万级别,甚至是上百万级别。线程大部分的时间在等待I/O就绪,阻塞,浪费资源。
二Reactor 模式
Reactor中的Handle指的是I/O句柄,本质是一个网络连接
Event Handle事件处理器,handle_event() 方法处理 I/O 事件,也就是每个 Event Handler 处理一个 I/O Handle;get_handle() 方法可以返回这个 I/O 的 Handle
Synchronous Event Demultiplexer 可以理解为操作系统提供的 I/O 多路复用 API
void Reactor::handle_events(){
//通过同步事件多路选择器提供的
//select()方法监听网络事件
select(handlers);
//处理网络事件
for(h in handlers){
h.handle_event();
}
}
// 在主程序中启动事件循环
while (true) {
handle_events();
三Netty中的线程模型
Netty 中最核心的概念是事件循环(EventLoop),其实也就是 Reactor 模式中的 Reactor,负责监听网络事件并调用事件处理器进行处理。
四用Netty实现Echo程序服务端
Netty 实现了 echo 程序服务端:首先创建了一个事件处理器(等同于 Reactor 模式中的事件处理器),然后创建了 bossGroup 和 workerGroup,再之后创建并初始化了 ServerBootstrap,代码还是很简单的,不过有两个地方需要注意一下
//事件处理器
final EchoServerHandler serverHandler
= new EchoServerHandler();
//boss线程组
EventLoopGroup bossGroup
= new NioEventLoopGroup(1);
//worker线程组
EventLoopGroup workerGroup
= new NioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(bossGroup, workerGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch){
ch.pipeline().addLast(serverHandler);
}
});
//bind服务端端口
ChannelFuture f = b.bind(9090).sync();
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
//终止工作线程组
workerGroup.shutdownGracefully();
//终止boss线程组
bossGroup.shutdownGracefully();
}
//socket连接处理器
class EchoServerHandler extends
ChannelInboundHandlerAdapter {
//处理读事件
@Override
public void channelRead(
ChannelHandlerContext ctx, Object msg){
ctx.write(msg);
}
//处理读完成事件
@Override
public void channelReadComplete(
ChannelHandlerContext ctx){
ctx.flush();
}
//处理异常事件
@Override
public void exceptionCaught(
ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
cause.printStackTrace();
ctx.close();
}
}
五总结
Netty 是一个款优秀的网络编程框架,为了实现高性能的目标,Netty 做了很多优化,例如优化了 ByteBuffer、支持零拷贝等等,和并发编程相关的就是它的线程模型了。Netty 的线程模型设计得很精巧,每个网络连接都关联到了一个线程上,这样做的好处是:对于一个网络连接,读写操作都是单线程执行的,从而避免了并发程序的各种问题。