Netty介绍

Netty是由JBOSS开发的高性能、异步事件驱动的NIO框架，它提供了对TCP、UDP和文件传输等协议的支持，作为一个异步NIO框架，Netty的所有IO操作都是异步非阻塞的，通过Future-Listener机制，用户可以方便的主动获取或者通过通知机制获得IO操作结果。作为当前最流行的NIO框架之一，Netty在互联网领域、大数据分布式计算领域、游戏行业、通信行业等获得了广泛的应用，其服务框架如下:

图 1    Netty服务框架

Netty是典型的Reactor模型结构，其中常用的Reactor线程模型有三种，分别为：Reactor单线程模型、Reactor多线程模型和主从Reactor多线程模型。而在Netty的线程模型并非固定不变，通过在启动辅助类中创建不同的EventLoopGroup实例并通过适当的参数配置，就可以支持上述三种Reactor线程模型。

lReactor单线程模型

Reactor单线程模型指的是所有的IO操作都在同一个NIO线程上面完成。作为NIO服务端接收客户端的TCP连接，作为NIO客户端向服务端发起TCP连接，读取通信对端的请求或向通信对端发送消息请求或者应答消息。由于Reactor模式使用的是异步非阻塞IO，所有的IO操作都不会导致阻塞，理论上一个线程可以独立处理所有IO相关的操作。

图 2    Netty Reactor单线程模型

lReactor多线程模型

对于一些小容量应用场景，可以使用单线程模型，但是对于高负载、大并发的应用却不合适，需要对该模型进行改进，演进为Reactor多线程模型。Rector多线程模型与单线程模型最大的区别就是有一组NIO线程处理IO操作。

在该模型中有专门一个NIO线程-Acceptor线程用于监听服务端，接收客户端的TCP连接请求；而1个NIO线程可以同时处理N条链路，但是1个链路只对应1个NIO线程，防止发生并发操作问题。网络IO操作-读、写等由一个NIO线程池负责，线程池可以采用标准的JDK线程池实现，它包含一个任务队列和N个可用的线程，由这些NIO线程负责消息的读取、解码、编码和发送。

图 3    Netty Reactor多线程模型

l主从Reactor多线程模型

在并发极高的情况单独一个Acceptor线程可能会存在性能不足问题，为了解决性能问题，产生主从Reactor多线程模型。主从Reactor线程模型的特点是：服务端用于接收客户端连接的不再是个1个单独的NIO线程，而是一个独立的NIO线程池。Acceptor接收到客户端TCP连接请求处理完成后（可能包含接入认证等），将新创建的SocketChannel注册到IO线程池（sub reactor线程池）的某个IO线程上，由它负责SocketChannel的读写和编解码工作。Acceptor线程池仅仅只用于客户端的登陆、握手和安全认证，一旦链路建立成功，就将链路注册到后端subReactor线程池的IO线程上，由IO线程负责后续的IO操作。

图 4    Netty主从Reactor多线程模型