Netty 学习笔记

Netty线程模型：

Netty是一个基于NIO的高性能、高扩展性、事件驱动的网络应用程序框架，它极大的简化了TCP/UDP客户端和服务端的网络编程。Netty秉承了React设计思想。

Netty实现React模式的四个核心概念：
1）Resource：资源（请求/任务）：主要指channel
2）Synchronous Event Demultiplexer：同步事件复用器：主要负责监听selector事件。
3）Dispatcher：分配器，主要负责网络io和事件分发
4）Request Handler：请求处理器，主要负责包装业务处理代码。

Netty源码中主要的对象：（这里只说个大致结构，重点在于思路，以后会补充源码解释。）

1）EventLoop：负责事件轮询，内部封装了selector，对事件的轮询本质就是对selector的轮询。EventLoop实际上不是一个，而是通过使用EventLoopGroup一下创建一组，数量默认值为硬件cpu数乘以2。根据react模型，会有2个线程组，一个是事件监听线程组，另一个是事件分发线程组。

2）Executor：负责线程管理，Executer负责线程的真正创建。EventLoop自身实现了executor接口，当调用executor方法提交任务的时候，首先会判断是否启动，未启动则调用内置的Executor创建线程并触发run方法执行。提交的任务的动作有时候会持续执行，EventLoop中有一个task quene，负责缓存。

3）channel：这里指的是netty自己封装的channel对象，内部除了有channel还有其他的元素，比如一个叫unsafe的对象，他负责io相关操作封装；还有pipeline，用于处理通道事件处理链路；再有eventLoop，保存当前的eventLoop，用于执行操作。

4）handler：负责具体业务处理

5）ServerBootstrap: 负责启动行为，把以上各种元素都给组织起来服务才能运转，可以理解是用了一种组合模式。

责任链设计模式：

以上的内容主要是从事件驱动，事件分发的角度理解netty。
下面的内容主要关注具体任务的处理过程，用的是责任链设计模式。
责任链的数据结构可以理解为一个链表。

责任链设计主要的元素：

1）上下文对象：负责管理整个责任链，为handler提供往下执行的开关。责任链的操作实际上就是在操作上下文对象。
2）handler：负责承载具体业务实现。

零拷贝机制：

Nio数据操作使用的是ByteBuffer这个工具类，日常开发过程中，开发人员发现jvm的ByteBuffer有一些缺陷：

1）无法动态扩容，当数据大于ByteBuffer容量会引发索引越界异常。

2. api使用繁琐，比如flip(),rewind(),compact()等,使用稍有不慎就会出现错误。

因此netty为自己设计了一款ByteBuf，通过一系列骚操作，实现了支持动态扩容。并且实现了零拷贝机制，提高了io效率。

下面是netty的ByteBuf数据模型：

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下面是一些ByteBuf操作实例：

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注意虽然ByteBuf被清零，但是没有影响到指针。

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在写入超过ByteBuf容量的时候，ByteBuf会自动扩容。
自动扩容的过程：

1）先判断待写区域是否够用，够用则不扩容。

2）如果待写区域不够用，则使用内部的工具类计算扩容大小。

• 需要传2个参数，
  一个是最小容量（已读取大小 + 需要写入大小，即 3 + 11 = 14），
  一个是最大容量（int最大值，2G）。
  同时算法内部有一个阈值，默认大小为4m。
• 如果最小容量等于阈值，则返回阈值。
• 如果最小容量大于阈值，则 结果 = (最小容量 / 阈值) * 阈值 + 阈值。有点按比例扩容的意思。
• 如果最小容量小于阈值，则使用一个初始值64，如果初始值小于最小容量，则翻倍再比较，以此类推。幂级扩容。

我们创建ByteBuf的容量如果不设置，默认是256字节，最大值为Integer.MAX_VALUE（2G）。

零拷贝机制原理：
netty的零拷贝是一种应用层面的优化，并不是jvm、操作系统层面有什么特别之处。
netty的零拷贝其实就是生成一个虚拟buffer，这个buffer存的不是其他buffer的副本，而是其他buffer的引用，原有的buffer不会受任何影响。

零拷贝的3种使用方式：包装，切割，组合

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关于BIO、NIO、React模型：https://www.jianshu.com/writer#/notebooks/46113149/notes/81943681