Netty-架构分析

Posted 2021-04-30 架构师的历练

        上文介绍了Netty基本的网络IO模型：https://mp.weixin.qq.com/s/69ApbkJTSlKpMf-Mc5BEig，本文将继续介绍Netty的技术架构。

        这是官网给出的High Level的架构图，官网对于Netty的架构划分为三部分：

       1、Transport Services

       这一部分主要描述netty所支持的传输方式，包括socket、Http隧道。

       2、Protocol Support

       这一块描述Netty所支持的功能和协议，包括Http&WebSocket、SSL、gzip压缩、RTSP、Google Protobuf等

       3、核心层

       包括zero-copy机制（netty高效率的核心机制之一）、通信API、事务模型。

       官网的架构图由于是High-Level的，无法帮忙架构师和开发进行理解，根据对于源码的分析，我们可以进一步划分其技术逻辑架构，分为四层：

       1、Codec

       分为Base Codec和Extension Codec，Netty的Codec层是插件模式，用于特定协议相关的会话和链路管理，同时包含了基础Codec和业务相关Codec，如json、xml、http、https就是基础codec，而业务相关的codec包含SMTP、Memcache、Redis、Socks等。

       对于业务开发者来说，只需要基于Codec层进行业务逻辑开发即可，各种协议以插件方式提供，也支持定制私有协议插件。

        2、ChannelPipeline

        它负责传递事件，同时负责动态编排。pipeline可以选择监听和处理自己关心的事件，它可以拦截处理和向后/向前传播事件。通常情况下，往往会开发编解码handler用于消息的编解码，它可以将外部的协议消息转换成内部的pojo对象，屏蔽上层业务与底层协议的差异。

        3、Reactor

        主要负责监听网络读写和连接操作，负责将网络层的数据读取到Buffer中，然后触发连接创建、激活、读、写等事件，将这些事件触发到Pipeline中，由Pipeline管理的职责链进行后续处理。

        Netty之所以成为优秀的网络通信框架，其优美的架构设计也是重要因素之一，它的架构设计主要优点有几点：

        1、Codec层支持插件机制，可以引入或定制可种所需编解码协议。

        2、采用NIO的IO模型，基于Reactor模式，解决传统BIO模型所带来的用户线性增长的压力问题。

        3、支持zero-copy机制，减少频繁的内存拷贝。

        4、长连及链路有效性检测，目前互联网应用中，Client与Server往往采用长连模式，特别是http2普及之后，基于SSL创建长连并默认打开多路复用，可以用效减少建连握手带来的时延和资源损耗，但是为保证长链的有效性，往往需要周期性的心跳机制来进行链路检测，Netty提供了比较合理的两种链路空闲检测机制，读空闲和写空亲超时机制，可以用效检测链路的有效性，一量发现问题，可以及时关闭，并重建TCP连接。