Netty底层原理

NIO有一个非常重要的组件——多路复用器，其底层有3种经典模型，分别是epoll、select和poll。与传统IO相比，一个多路复用器可以处理多个Socket连接，而传统IO对每个连接都需要一条线程去同步阻塞处理。NIO有了多路复用器后只需要一条线程即可管理多个Socket连接的接入和读写事件。

Netty的多路复用器默认调用的模型是epoll模型，它除了JDK自带的epoll模型的封装，还额外封装了一套，这两者都是epoll模型的封装，只是JDK的epoll模型是水平触发的，而Netty采用JNI重写的边缘触发。

一、线程模型

对于服务器端而言有两个线程组，Boss线程组和Worker线程组。其中Boss线程组一般只开启一条线程（除非一个Netty服务同时监听多个端口），Worker线程数默认是CPU核数的两倍。Boss线程主要监听SocketChannel的OP_ACCEPT事件和客户端的连接。

**当Boss线程监听到有SocketChannel连接接入时，会把SocketChannel包装成NioSocketChannel，并注册到Worker线程的Selector中，同时监听其OP_WRITE和OP_READ事件。**当Worker线程监听到某个SocketChannel有就绪的读IO事件时，就会进行以下操作：

1. 向内存池中分配内存，读取IO数据流
2. 将读取后的ByteBuf传递给解码器Handler进行解码，若能解码出完整的请求数据包，就会把请求数据包交给业务逻辑处理Handler
3. 经过业务逻辑处理Handler后，在返回响应结果前，交给编码器进行数据加工
4. 最终写到缓冲区，并由IO Worker线程将缓冲区的数据输出到网络中并传输给客户端

二、解码和编码

使用Java NIO来实现TCP网络通讯，需要对TCP连接中的问题进行进行全面的考虑，如拆包和粘包导致的半包问题和序列化等。对于这些问题，Netty都进行了很好的处理。

客户端给服务端发送消息并受到服务端返回的结果共经历了以下6步：

1. TCP是面向字节流传输的协议，它把客户端提交的请求数据看作一连串的无结构的字节流，并不知道所传送的字节流的含义，也并不关心有多少数据流入TCP输出缓冲区中

2. **每次发多少数据到网络中与当前网络的拥塞情况和服务端返回的TCP窗口的大小有关，涉及TCP的流量控制和拥塞控制，并且与Netty的反压有关。**如果客户端发送到TCP输出缓冲区的数据块太多，那么TCP会分割成多次将其传送出去，如果太少，则会等待积累足够多的字节后发送出去。很明显TCP这种传输机制会产生粘包问题

3. 当服务端读取TCP输入缓冲区中的数据时，需要进行拆包处理，并解决粘包和拆包的问题，比较常见的方案有以下3种：

   1. 将换行符号或特殊标识符号加入数据包中，如HTTP和FTP等（LineBasedFrameDecoder）
   2. 将消息分为head和body，head中包含body长度的字段， 一般前面4个字节是body的长度值，用int表示，但也有像Dubb