Netty学习记录

一、Netty简介

Netty 是一个基于 JAVA NIO 类库的异步通信框架，它的架构特点是：异步非阻塞、基于事件驱动、高性能、高可靠性和高可定制性。

Netty 是一个 NIO client-server(客户端服务器)框架，使用 Netty 可以快速开发网络应用，例如服务器和客户端协议。 Netty 提供了一种新的方式来使开发网络应用程序，这种新的方式使得它很容易使用和有很强的扩展性。
Netty 是一个利用 Java 的高级网络的能力，隐藏其背后的复杂性而提供一个易于使用的 API 的客户端/服务器框架。
Netty 是一个广泛使用的 Java 网络编程框架。它活跃和成长于用户社区，像大型公司 Facebook 和 Instagram 以及流行开源项目如 Infinispan, HornetQ, Vert.x, Apache Cassandra 和 Elasticsearch 等，都利用其强大的对于网络抽象的核心代码。

Hadoop的RPC框架avro使用Netty作为底层通信框架，很多其它业界主流的RPC框架 dubbo，也使用Netty来构建高性能的异步通信能力。

注意：网上很多资料说Netty是异步通信框架，应该是从编程模型的角度说的。java nio的io模型是同步非阻塞，这里的同步异步指的是真正io操作（数据内核态用户态的拷贝）是否需要用户进程参与。而说java nio提供了异步处理，这个异步应该是指编程模型上的异步。基于reactor模式的事件驱动，事件处理器的注册和处理器的执行是异步的。

Netty目前4.0的版本应该是“非阻塞”的“同步IO”（按照Unix IO模型定义）。之前曾经有版本支持“异步IO”（按照Unix IO模型定义），但是因为某些原因被后来版本移除了。不管Netty是“同步IO”还是“异步IO”（按照Unix IO模型定义），其实我们应用的层面是不需要区分的，因为这是框架底层封装处理。我们应该仅仅关心是我的业务客户端代码调用Netty的API时候客户端程序是否会停顿等待。
广义的异步，非阻塞，都可以直接理解为正在执行的线程“不停顿等待”.
作为普通应用开发者调用Netty的API，无非就是关心自己调用的API方法是否让自己的主线程停顿等待API执行结果，这种场景下是其实不需要考虑异步和非阻塞的区别的，叫异步也好，叫非阻塞也好。也就是广义的异步和非阻塞等同于”不停顿等待”。
首先，在Unix的IO模型里：

异步I/O 是指用户程序发起IO请求后，不等待数据，同时操作系统内核负责I/O操作把数据从内核拷贝到用户程序的缓冲区后通知应用程序。数据拷贝是由操作系统内核完成，用户程序从一开始就没有等待数据，发起请求后不参与任何IO操作，等内核通知完成。

同步I/O 就是非异步IO的情况，也就是用户程序要参与把数据拷贝到程序缓冲区（例如java的InputStream读字节流过程）。

同步IO里的非阻塞是指用户程序发起IO操作请求后不等待数据，而是调用会立即返回一个标志信息告知条件不满足，数据未准备好，从而用户请求程序继续执行其它任务。执行完其它任务，用户程序会主动轮询查看IO操作条件是否满足，如果满足，则用户程序亲自参与拷贝数据动作。
Unix IO模型的语境下，同步和异步的区别在于数据拷贝阶段是否需要完全由操作系统处理。阻塞和非阻塞操作是针对发起IO请求操作后是否有立刻返回一个标志信息而不让请求线程等待。基于这个语境，Netty目前的版本是没有把IO操作交过操作系统处理的，所以是属于同步的。对于网上大部分文章，如果别人说Netty是异步非阻塞，如果要深究，那真要看看Netty新的版本是否把IO操作交过操作系统处理，或者看看有否使用JDK1.7中的AIO API，否则他们说的异步其实是指客户端程序调用Netty的IO操作API“不停顿等待”。

异步和非阻塞一样吗? (内容涉及BIO,NIO,AIO,Netty)

二、为什么要用Netty

不使用NIO的原因：

NIO 的类库和 API 繁杂，使用麻烦，你需要熟练掌握 Selector、ServerSocketChannel 、SocketChannel、ByteBuffer 等。

使用 JAVA NIO 需要具备其他的额外技能做铺垫，例如熟悉 Java 多线程编程。这是因为 NIO 编程涉及到 Reactor 模式，你必须对多线程和网路编程非常熟悉，才能编写出高质量的 NIO 程序。

JAVA NIO 的 ByteBuffer 构造函数私有，无法扩展。Netty 提供了自己的 ByteBuffer 实现，通过简单 APIs 对其进行构造、使用和操作，一此解决 NIO 的一些限制。

可靠性能力补齐，工作量和难度都非常大。例如客户端面临断连重连、网络闪断、半包读写、失败缓存、网络拥塞和异常码流的处理等问题。

跨平台与兼容性：NIO 算是底层的 APIs 需依赖系统的 IO APIs。但 Java NIO 发现在不同系统平台会出现问题。大量测试也耗不少时间；NIO2 只支持 JDK1.7+，而且没提供DatagramSocket，故 NIO2 不支持 UDP 协议。而 Netty 提供统一接口，同一语句无论在JDK6.X 还是 JDK7.X 都可运行，无需关心底层架构功能！

JDK NIO 的 BUG，例如臭名昭著的epoll bug，它会导致 Selector 空轮询，最终导致CPU 100%。官方声称在 JDK 1.6 版本的update18 修复了该问题，但是直到 JDK 1.7版本该问题仍旧存在，只不过该 BUG 发生概率降低了一些而已，它并没有得到根本性解决。

用Netty的好处：

API使用简单，开发门槛低。

功能强大，预置了多种编解码功能，支持多种协议开发。

定制能力强，可以通过ChannelHadler进行扩展。

性能高，对比其它NIO框架，Netty综合性能最优。

经历了大规模的应用验证。在互联网、大数据、网络游戏、企业应用、电信软件得到成功，很多著名的框架通信底层就用了Netty，比如Dubbo

稳定，修复了NIO出现的所有Bug。

切换IO和NIO，因为IO和NIO的API完全不同，相互切换非常困难。

Netty介绍（一）————为什么使用Netty

三、Netty的版本

官网http://netty.io/ 最新版本如下：

不同版本的差异参考：https://stackoverflow.com/questions/30457648/different-netty-versions-and-their-purposes

3.x比较旧，5.x被废弃，主要选择是4.0和4.1。

3.x是过时的。我们维护它是因为一些用户仍然广泛使用它。
4是当前稳定版本。如果有疑问，请使用这个版本。
4.1是一个向后兼容的4版本。它添加了一些很酷的新特性，如HTTP / 2和异步DNS解析器。所以，当你的应用程序已经在4上运行时，你可能想要尝试4.1版本，你想试试新的特性。

《NETTY官方文档》4.0的新特性及注意点：http://ifeve.com/netty-4-0-new/
《NETTY官方文档》4.1的新特性及注意点：http://ifeve.com/new-and-noteworthy-in-4-1/