网络编程框架Netty

一、Netty介绍

        Netty是一个高性能、异步事件驱动的网络编程框架。Netty 的所有 IO 操作都是异步非阻塞 的，通过 Future-Listener 机制，基于通知机制获得 IO 操作结果。

二、Netty如何实现高性能

1.多路复用

        IO 多路复用技术通过把多个 IO 的阻塞复用到同一个 select 的阻塞上，从而使得系统在

单线程的情况下可以同时处理多个客户端请求。

2.零拷贝

        在传统的I/O模型中，数据在发送和接收时需要多次复制，即从应用程序缓冲区到内核缓冲区再到网络协议栈缓冲区，这个过程称为拷贝。而零拷贝将这种数据复制的次数降到最低，可以通过在不同层之间共享数据结构来消除数据移动的需求。

         

netty实现零拷贝的两种方式:

        a、使用Direct Buffers将数据存储到直接内存中，通过操作系统零拷贝技术减少直接内存到内核缓冲区的映射。

        b、FileRegion则是将文件内容直接映射到内存中，再将这个映射的内存传输到网络中，同样也避免了数据从磁盘到用户空间的复制。

3.内存池

         对于堆外直接内存的分配和回收，是一件耗时的操作。为了尽量重用缓冲区，Netty 提供了基于内存池的缓冲区重用机制。

4.Reactor模型

        Reactor模型有专门一个 NIO 线程-Acceptor 线程用于监听服务端，接收客户端的 TCP 连接请求； 网络 IO 操作-读、写 等由一个 NIO 线程池负责。

       Protobuf采用采用 T - L - V 的数据存储方式：减少了分隔符的使用 & 数据存储得紧凑，编码 / 解码 方式简单。

5.序列化

        Netty 默认提供了对 Google Protobuf 的支持，通过扩展 Netty 的编解码接口，用户可以实现其它的 高性能序列化框架，例如 Thrift 的压缩二进制编解码框架。

三、如何实现一个RPC框架

        RPC，即 Remote Procedure Call（远程过程调用），调用远程计算机上的服务，就像调用本地服务一 样。

        1.关键技术

                a.服务发布与订阅：服务端使用 Zookeeper 注册服务地址，客户端从 Zookeeper 获取可用的服务地址。

                b. 通信：使用 Netty 作为网络编程框架,实现网络服务器。

                c.spring: 使用 Spring 配置服务，加载 Bean，扫描注解。

                d.动态代理：客户端使用代理模式透明化服务调用。

                        代理逻辑:

                                1.获取远程服务地址。

                                2.将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息。

                                        消息格式:接口名称 + 方法名 + 参数类型和参数值 + 超时时间 + requestID

                                3.网络调用。

                                4.服务端本地调用，并将执行结果返回。

                                5.客户端收到响应，解析响应。

                e.消息编解码：使用 Protostuff 序列化和反序列化消息。

         2.如何获取异步调用结果

                a.基于future-listener机制，在远程调用时将客户端挂起，在获取响应后将客户端唤醒。

                b.当客户端获取响应时，解析出requestId，唤醒对应线程。