Netty是什么

Netty 是一款異步的事件驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序框架，支持快速地開發(fā)可維護的高性能的面向協(xié)議的服務(wù)器和客戶端。

異步和同步

同步（Sync）：所謂同步，就是線程發(fā)出一個功能調(diào)用時，在沒有得到結(jié)果之前，該調(diào)用就不返回或繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)操作，而是等待可以調(diào)用。當可以調(diào)用之后，線程自行進行調(diào)用。

異步（Async）：異步與同步相對，當一個異步過程調(diào)用發(fā)出后，調(diào)用者在沒有得到結(jié)果之前，就可以繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)操作。當這個調(diào)用完成后，一般通過狀態(tài)、通知和回調(diào)來通知調(diào)用者。對于異步調(diào)用，調(diào)用的返回并不受調(diào)用者控制。

總結(jié)來說，同步和異步的區(qū)別大概有兩個：

• 請求發(fā)出后，是否可以返回執(zhí)行其他操作。
• 當可以進行調(diào)用時，同步情況是發(fā)起調(diào)用的線程自己去調(diào)用并得到結(jié)果，異步情況是內(nèi)核將調(diào)用動作完成，將結(jié)果返回給調(diào)用線程。

事件驅(qū)動

一個典型的事件驅(qū)動的程序，就是一個死循環(huán)，并以一個線程的形式存在，這個死循環(huán)包括兩個部分，第一個部分是按照一定的條件接收并選擇一個要處理的事件，第二個部分就是事件的處理過程。程序的執(zhí)行過程就是選擇事件和處理事件，而當沒有任何事件觸發(fā)時，程序會因查詢事件隊列失敗而進入睡眠狀態(tài)，從而釋放cpu。

也就是說，事件驅(qū)動就是有事件就處理，沒時間就等待。

BIO、NIO和AIO的區(qū)別

事件分離器

在IO讀寫時，把 IO請求 與 讀寫操作 分離調(diào)配進行，需要用到事件分離器。根據(jù)處理機制的不同，事件分離器又分為：同步的Reactor和異步的Proactor。

Reactor模型：

• 應(yīng)用程序在事件分離器注冊 讀就緒事件 和 讀就緒事件處理器
• 事件分離器等待讀就緒事件發(fā)生
• 讀就緒事件發(fā)生，激活事件分離器，分離器調(diào)用 讀就緒事件處理器（即：可以進行讀操作了，開始讀）
• 讀事件處理器開始進行讀操作，把讀到的數(shù)據(jù)提供給程序使用

Proactor模型：

• 應(yīng)用程序在事件分離器注冊 讀完成事件 和讀完成事件處理器，并向操作系統(tǒng)發(fā)出異步讀請求
• 事件分離器等待操作系統(tǒng)完成讀取
• 在分離器等待過程中，操作系統(tǒng)利用并行的內(nèi)核線程執(zhí)行實際的讀操作，并將結(jié)果數(shù)據(jù)存入用戶自定義緩沖區(qū)，最后通知事件分離器讀操作完成
• 事件分離器監(jiān)聽到 讀完成事件 后，激活 讀完成事件的處理器
• 讀完成事件處理器 處理用戶自定義緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)給應(yīng)用程序使用

同步和異步的區(qū)別就在于?讀?操作由誰完成：同步的Reactor是指程序發(fā)出讀請求后，由分離器監(jiān)聽到可以進行讀操作時（需要獲得讀操作條件）通知事件處理器進行讀操作，異步的Proactor是指程序發(fā)出讀請求后，操作系統(tǒng)立刻異步地進行讀操作了，讀完之后在通知分離器，分離器激活處理器直接取用已讀到的數(shù)據(jù)。

同步阻塞IO（BIO）：在此種方式下，用戶進程在發(fā)起一個IO操作以后，必須等待IO操作的完成，只有當真正完成了IO操作以后，用戶進程才能運行。JAVA傳統(tǒng)的IO模型屬于此種方式！

同步非阻塞IO（NIO）:在此種方式下，用戶進程發(fā)起一個IO操作以后邊可返回做其它事情，但是用戶進程需要時不時的詢問IO操作是否就緒，這就要求用戶進程不停的去詢問，從而引入不必要的CPU資源浪費。其中目前JAVA的NIO就屬于同步非阻塞IO。

異步阻塞IO（AIO）：此種方式下是指應(yīng)用發(fā)起一個IO操作以后，不等待內(nèi)核IO操作的完成，等內(nèi)核完成IO操作以后會通知應(yīng)用程序，這其實就是同步和異步最關(guān)鍵的區(qū)別，同步必須等待或者主動的去詢問IO是否完成，那么為什么說是阻塞的呢？因為此時是通過select系統(tǒng)調(diào)用來完成的，而select函數(shù)本身的實現(xiàn)方式是阻塞的，而采用select函數(shù)有個好處就是它可以同時監(jiān)聽多個文件句柄，從而提高系統(tǒng)的并發(fā)性！

異步非阻塞IO:在此種模式下，用戶進程只需要發(fā)起一個IO操作然后立即返回，等IO操作真正的完成以后，應(yīng)用程序會得到IO操作完成的通知，此時用戶進程只需要對數(shù)據(jù)進行處理就好了，不需要進行實際的IO讀寫操作，因為真正的IO讀取或者寫入操作已經(jīng)由內(nèi)核完成了。目前Java中還沒有支持此種IO模型。

Netty相關(guān)概念和基本架構(gòu)

Netty的核心組件包括以下幾個部分：

• BootStrap和ServerBootstrap BootStrap通常稱為引導(dǎo)類，提供一個用于應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)層配置的容器。
• Channel 底層網(wǎng)路傳輸API必須提供給應(yīng)用I/O操作的接口，如讀、寫、連接、綁定等。它結(jié)構(gòu)類似一個“Socket”。它有很多類似于socket的函數(shù)：bind、close、config、connect、isActive、isOpen、isWritable、read、write等等。
• ChannelHandler Handle稱之為處理器，支持很多協(xié)議，提供用于數(shù)據(jù)處理的容器。常用的一個接口是ChannelInboundHandler，這個類型可以處理入站事件(即外部應(yīng)用連接到本應(yīng)用的事件)；反之有ChannelOutboundHandler接口，處理出站事件。業(yè)務(wù)邏輯經(jīng)常在一個或多個ChannelInboundHandler中操作。
• ChannelPipeline Netty的數(shù)據(jù)處理流程其實是一種責(zé)任鏈和攔截過濾器模式，ChannelPipeline 提供了一個鏈容器，該鏈包含一個或多個ChannelHandler ，并提供了一個API用于管理沿著鏈入站和出站事件的流動。
• EventLoop EventLoop 用于處理 Channel 的 I/O操作。一個EventLoop可以處理多個Channel事件。而EventLoopGroup是一個Group，可以包括多個EventLoop。
• ChannelFuture Netty是一種異步I/O模型，一個操作可能無法立即返回結(jié)果，所以它提供了ChannelFuture類，可以通過addListener添加監(jiān)聽器，操作完成時可以作出通知。

Netty的基本架構(gòu)如下圖所示: