Java分佈式框架netty之NIO框架區別分析

Netty概述：

一、netty是基於Java NIO的網絡應用框架，client-server框架

二、Netty是一個高性能、異步事件驅動的NIO框架，它提供了對TCP、UDP和文件傳輸的支持，

做爲一個異步NIO框架，Netty的全部IO操做都是異步非阻塞的，

經過Future-Listener機制，用戶能夠方便的主動獲取或者經過通知機制得到IO操做結果。

三、做爲當前最流行的NIO框架，Netty在互聯網領域、大數據分佈式計算領域、遊戲行業、通訊行業等得到了普遍的應用，

一些業界著名的開源組件也基於Netty的NIO框架構建。

一.通訊框架

流行基於Java NIO通訊框架有Mina、Netty、Grizzly等。接下來講下它們之間的對比。

二.它們的出身

一、Mina出身於開源界的大牛Apache組織；

二、Netty出身於商業開源大亨Jboss；

三、Grizzly則出身於土鱉Sun公司。

四、你的公司用的什麼呢？哈哈歡迎留言評論~~

三.它們的設計理念

一、Mina

Mina(Multipurpose Infrastructure for Network Applications) 是 Apache 組織一個較新的項目，它爲開發高性能和高可用性的網絡應用程序提供了很是便利的框架。當前發行的 Mina 版本2.04支持基於 Java NIO 技術的 TCP/UDP 應用程序開發、串口通信程序，Mina 所支持的功能也在進一步的擴展中。

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

二、Netty

Netty是一款異步的事件驅動的網絡應用框架和工具，用於快速開發可維護的高性能、高擴展性協議服務器和客戶端。也就是說，Netty是一個NIO客戶端/服務器框架，支持快速、簡單地開發網絡應用，如協議服務器和客戶端。它極大簡化了網絡編程，如TCP和UDP套接字服務器。

三、Grizzly

Grizzly是一種應用程序框架，專門解決編寫成千上萬用戶訪問服務器時候產生的各類問題。使用JAVA NIO做爲基礎，並隱藏其編程的複雜性。容易使用的高性能的API。帶來非阻塞socketd到協議處理層。利用高性能的緩衝和緩衝管理使用高性能的線程池。

從設計的理念上來看，Mina的設計理念是最爲優雅的。固然，因爲Netty的主導做者與Mina的主導做者是同一人，出自同一人之手的Netty在設計理念上與Mina基本上是一致的。而Grizzly在設計理念上就較差了點，幾乎是JavaNIO的簡單封裝。

四.Netty爲何這麼火？

Netty是目前最流行的由JBOSS提供的一個Java開源框架NIO框架，Netty提供異步的、事件驅動的網絡應用程序框架和工具，用以快速開發高性能、高可靠性的網絡服務器和客戶端程序。

相比JDK原生NIO，Netty提供了相對十分簡單易用的API，很是適合網絡編程。Netty是徹底基於NIO實現的，因此Netty是異步的。

做爲一個異步NIO框架，Netty的全部IO操做都是異步非阻塞的，經過Future-Listener機制，用戶能夠方便的主動獲取或者經過通知機制得到IO操做結果。

Netty無疑是NIO的老大，它的健壯性、功能、性能、可定製性和可擴展性在同類框架都是數一數二的。它已經獲得成百上千的商業/商用項目驗證，如Hadoop的RPC框架Avro、RocketMQ以及主流的分佈式通訊框架Dubbo等等。

爲何這麼火，是有緣由的。

NIO通信服務端步驟：

一、建立ServerSocketChannel,爲它配置非阻塞模式

二、綁定監聽，配置TCP參數，錄入backlog大小等

三、建立一個獨立的IO線程，用於輪詢多路複用器Selector

四、建立Selector，將以前的ServerSocketChannel註冊到Selector上，並設置監聽標識位SelectionKey.ACCEPT

五、啓動IO線程，在循環體中執行Selector.select()方法，輪詢就緒的通道

六、當輪詢處處於就緒的通道時，須要進行判斷操做位，若是是ACCEPT狀態，說明是新的客戶端介入，則調用accept方法接受新的客戶端。

七、設置新接入客戶端的一些參數，並將其通道繼續註冊到Selector之中。設置監聽標識等

八、若是輪詢的通道操做位是READ，則進行讀取，構造Buffer對象等

九、更細節的還有數據沒發送完成繼續發送的問題

Netty實現通信的步驟：

一、建立兩個NIO線程組，一個專門用來網絡事件處理（接受客戶端鏈接），另外一個則進行網絡通信讀寫

二、建立一個ServerBootstrap對象，配置Netty的一系列參數，例如接受傳入數據的緩存大小等。

三、建立一個實際處理數據的類ChannelInitializer,進行初始化的準備工做，好比設置傳入數據的字符集，格式，實現實際處理數據的接口。

四、綁定端口，執行同步阻塞方法等待服務器啓動便可。

當對於NIO模型，netty簡單、健壯、性能穩定，並且這幾步都是模板式開發，之後能夠直接用，開發只需專一實際處理數據類的實現。

Netty最佳實踐（數據通信、心跳檢測）

netty服務最好能夠單獨做爲一個項目，固然也能夠與web項目集成在一塊兒發佈到tomcat，

這樣好處是能夠用到web項目中的service方法，可是web項目8080關閉，netty監聽的端口號也關閉了

因此netty能夠打成jar包運行，固然若是要用到service層的代碼，也能夠將service層的代碼打成jar包

給netty業務類使用。

netty通信的方式：

①使用長鏈接通道不斷開的形式進行通訊，也就是服務器和客戶端的通道一直處於開啓狀態，若是服務器的

性能比較好，並且客戶端的數量也很少的狀況下，能夠考慮這種方式

②一次性批量提交數據，採用短鏈接的方式，也就是咱們把數據保存在本地臨時緩衝區或者臨時表中，

當達到臨界值時進行一次性批量提交，又或者根據定時任務輪詢提交，這種狀況下弊端是作不到

實時性傳輸，在實時性要求不高的程序中能夠採用

③採用一種特殊的長鏈接，在指定某一段時間以內，服務端和某臺客戶端沒有任何通信，則斷開鏈接，

下次若是客戶端要向服務端發送數據時，再次創建鏈接。

Netty的優勢能夠總結以下：

一、API使用簡單，開發門檻低；

二、功能強大，預置了多種編解碼功能，支持多種主流協議；

三、定製能力強，能夠經過ChannelHandler對通訊框架進行靈活地擴展；

四、性能高，經過與其餘業界主流的NIO框架對比，Netty的綜合性能最優；

五、成熟、穩定，Netty修復了已經發現的全部JDK NIO BUG，業務開發人員不須要再爲NIO的BUG而煩惱；

六、社區活躍，版本迭代週期短，發現的BUG能夠被及時修復，同時，更多的新功能會加入；

七、經歷了大規模的商業應用考驗，質量獲得驗證。在互聯網、大數據、網絡遊戲、企業應用、電信軟件等衆多行業獲得成功商用，證實了它已經徹底可以知足不一樣行業的商業應用了。

與Mina相比有什麼優點：

一、都是Trustin Lee的做品，Netty更晚；

二、Mina將內核和一些特性的聯繫過於緊密，使得用戶在不須要這些特性的時候沒法脫離，相比下性能會有所降低，Netty解決了這個設計問題；

三、Netty的文檔更清晰，不少Mina的特性在Netty裏都有；

四、Netty更新週期更短，新版本的發佈比較快；

五、它們的架構差異不大，Mina靠apache生存，而Netty靠jboss，和jboss的結合度很是高，Netty有對google protocal buf的支持，有更完整的ioc容器支持(spring,guice,jbossmc和osgi)；

六、Netty比Mina使用起來更簡單，Netty裏你能夠自定義的處理upstream events或/和downstream events，可使用decoder和encoder來解碼和編碼發送內容；

七、Netty和Mina在處理UDP時有一些不一樣，Netty將UDP無鏈接的特性暴露出來；而Mina對UDP進行了高級層次的抽象，能夠把UDP當成"面向鏈接"的協議，而要Netty作到這一點比較困難。

八、從任務調度粒度上看，mina會將有IO任務的session寫入隊列中，當循環執行任務時，則會輪詢全部的session，並依次把session中的全部任務取出來運行。這樣粗粒度的調度是不公平調度，會致使某些請求的延遲很高。

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