Java分布式框架netty之NIO框架区别分析

Posted 2021-04-30 Java技术汇

Netty概述：

1、netty是基于Java NIO的网络应用框架，client-server框架

2、Netty是一个高性能、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。

3、作为当前最流行的NIO框架，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，

一些业界著名的开源组件也基于Netty的NIO框架构建。

一.通信框架

流行基于Java NIO通信框架有Mina、Netty、Grizzly等。接下来说下它们之间的对比。

二.它们的出身

1、Mina出身于开源界的大牛Apache组织；

2、Netty出身于商业开源大亨Jboss；

3、Grizzly则出身于土鳖Sun公司。

4、你的公司用的什么呢？哈哈欢迎留言评论~~

三.它们的设计理念

1、Mina

Mina(Multipurpose Infrastructure for Network Applications) 是 Apache 组织一个较新的项目，它为开发高性能和高可用性的网络应用程序提供了非常便利的框架。当前发行的 Mina 版本2.04支持基于 Java NIO 技术的 TCP/UDP 应用程序开发、串口通讯程序，Mina 所支持的功能也在进一步的扩展中。

目前，正在使用Mina的应用包括：Apache Directory Project、AsyncWeb、AMQP（Advanced Message Queuing Protocol）、RED5 Server（Macromedia Flash Media RTMP）、ObjectRADIUS、 Openfire等等。

2、Netty

Netty是一款异步的事件驱动的网络应用框架和工具，用于快速开发可维护的高性能、高扩展性协议服务器和客户端。也就是说，Netty是一个NIO客户端/服务器框架，支持快速、简单地开发网络应用，如协议服务器和客户端。它极大简化了网络编程，如TCP和UDP套接字服务器。

3、Grizzly

Grizzly是一种应用程序框架，专门解决编写成千上万用户访问服务器时候产生的各种问题。使用JAVA NIO作为基础，并隐藏其编程的复杂性。容易使用的高性能的API。带来非阻塞socketd到协议处理层。利用高性能的缓冲和缓冲管理使用高性能的线程池。

从设计的理念上来看，Mina的设计理念是最为优雅的。当然，由于Netty的主导作者与Mina的主导作者是同一人，出自同一人之手的Netty在设计理念上与Mina基本上是一致的。而Grizzly在设计理念上就较差了点，几乎是JavaNIO的简单封装。

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四.Netty为什么这么火？

Netty是目前最流行的由JBOSS提供的一个Java开源框架NIO框架，Netty提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具，用以快速开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序。

相比JDK原生NIO，Netty提供了相对十分简单易用的API，非常适合网络编程。Netty是完全基于NIO实现的，所以Netty是异步的。

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。

Netty无疑是NIO的老大，它的健壮性、功能、性能、可定制性和可扩展性在同类框架都是首屈一指的。它已经得到成百上千的商业/商用项目验证，如Hadoop的RPC框架Avro、RocketMQ以及主流的分布式通信框架Dubbo等等。

为什么这么火，是有原因的。

NIO通讯服务端步骤：

1、创建ServerSocketChannel,为它配置非阻塞模式

2、绑定监听，配置TCP参数，录入backlog大小等

3、创建一个独立的IO线程，用于轮询多路复用器Selector

4、创建Selector，将之前的ServerSocketChannel注册到Selector上，并设置监听标识位SelectionKey.ACCEPT

5、启动IO线程，在循环体中执行Selector.select()方法，轮询就绪的通道

6、当轮询到处于就绪的通道时，需要进行判断操作位，如果是ACCEPT状态，说明是新的客户端介入，则调用accept方法接受新的客户端。

7、设置新接入客户端的一些参数，并将其通道继续注册到Selector之中。设置监听标识等

8、如果轮询的通道操作位是READ，则进行读取，构造Buffer对象等

9、更细节的还有数据没发送完成继续发送的问题

Netty实现通讯的步骤：

1、创建两个NIO线程组，一个专门用来网络事件处理（接受客户端连接），另一个则进行网络通讯读写

2、创建一个ServerBootstrap对象，配置Netty的一系列参数，例如接受传入数据的缓存大小等。

3、创建一个实际处理数据的类ChannelInitializer,进行初始化的准备工作，比如设置传入数据的字符集，格式，实现实际处理数据的接口。

4、绑定端口，执行同步阻塞方法等待服务器启动即可。

当对于NIO模型，netty简单、健壮、性能稳定，而且这几步都是模板式开发，以后可以直接用，开发只需专注实际处理数据类的实现。

Netty最佳实践（数据通讯、心跳检测）

netty服务最好可以单独作为一个项目，当然也可以与web项目集成在一起发布到tomcat，

这样好处是可以用到web项目中的service方法，但是web项目8080关闭，netty监听的端口号也关闭了

所以netty可以打成jar包运行，当然如果要用到service层的代码，也可以将service层的代码打成jar包

给netty业务类使用。

netty通讯的方式：

①使用长连接通道不断开的形式进行通信，也就是服务器和客户端的通道一直处于开启状态，如果服务器的

性能比较好，而且客户端的数量也不多的情况下，可以考虑这种方式

②一次性批量提交数据，采用短连接的方式，也就是我们把数据保存在本地临时缓冲区或者临时表中，

当达到临界值时进行一次性批量提交，又或者根据定时任务轮询提交，这种情况下弊端是做不到

实时性传输，在实时性要求不高的程序中可以采用

③采用一种特殊的长连接，在指定某一段时间之内，服务端和某台客户端没有任何通讯，则断开连接，

下次如果客户端要向服务端发送数据时，再次建立连接。

Netty的优点可以总结如下：

1、API使用简单，开发门槛低；

2、功能强大，预置了多种编解码功能，支持多种主流协议；

3、定制能力强，可以通过ChannelHandler对通信框架进行灵活地扩展；

4、性能高，通过与其他业界主流的NIO框架对比，Netty的综合性能最优；

5、成熟、稳定，Netty修复了已经发现的所有JDK NIO BUG，业务开发人员不需要再为NIO的BUG而烦恼；

6、社区活跃，版本迭代周期短，发现的BUG可以被及时修复，同时，更多的新功能会加入；

7、经历了大规模的商业应用考验，质量得到验证。在互联网、大数据、网络游戏、企业应用、电信软件等众多行业得到成功商用，证明了它已经完全能够满足不同行业的商业应用了。

与Mina相比有什么优势：

1、都是Trustin Lee的作品，Netty更晚；

2、Mina将内核和一些特性的联系过于紧密，使得用户在不需要这些特性的时候无法脱离，相比下性能会有所下降，Netty解决了这个设计问题；

3、Netty的文档更清晰，很多Mina的特性在Netty里都有；

4、Netty更新周期更短，新版本的发布比较快；

5、它们的架构差别不大，Mina靠apache生存，而Netty靠jboss，和jboss的结合度非常高，Netty有对google protocal buf的支持，有更完整的ioc容器支持(spring,guice,jbossmc和osgi)；

6、Netty比Mina使用起来更简单，Netty里你可以自定义的处理upstream events或/和downstream events，可以使用decoder和encoder来解码和编码发送内容；

7、Netty和Mina在处理UDP时有一些不同，Netty将UDP无连接的特性暴露出来；而Mina对UDP进行了高级层次的抽象，可以把UDP当成"面向连接"的协议，而要Netty做到这一点比较困难。

8、从任务调度粒度上看，mina会将有IO任务的session写入队列中，当循环执行任务时，则会轮询所有的session，并依次把session中的所有任务取出来运行。这样粗粒度的调度是不公平调度，会导致某些请求的延迟很高。

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