从I/O多路复用到Netty,还要跨过Java NIO包(二)

简介: 从I/O多路复用到Netty,还要跨过Java NIO包(二)

3.为什么还需要Netty呢?


那既然已经有了NIO包了,我们可以自己手动编写服务框架了,为什么还需要封装一个Netty框架呢?有什么好处呢?


好处当然是有很多了!我们从一开始实现的demo说起。


3.1 设计模式的优化


我们的demo确实已经能够工作了,但是还是有比较明显的问题。第4步(轮询已经就绪的通道)和第5步(对事件作相应处理)是在同一个线程中的,当事件处理比较耗时甚至阻塞时,整个流程就会阻塞了。


我们使用的实际上就是 “单Reactor单线程” 设计模式。

11.png


这种模型在Reactor中负责监听端口、接收请求,如果是连接事件交给acceptor处理,如果是读写事件和业务处理就交给handler处理,但始终只有一个线程执行所有的事情。

为了提高性能,我们理所当然相当可以把事件处理交给线程池,那就可以演进为 “单Reactor多线程” 设计模式。


12.png


这种模型和第一种模型的主要区别是把业务处理从之前的单一线程脱离出来,换成线程池处理。Reactor线程只处理连接事件、读写事件,所有业务处理都交给线程池,充分利用多核机器的资源,提高性能。


但是这仍然不够!


我们可以发现,一个Reactor线程承担了所有的网络事件,例如监听和响应,高并发场景下单线程存在性能问题。


为了充分利用多核能力,可以构建两个 Reactor,主 Reactor 单独监听server socket,accept新连接,然后将建立的 SocketChannel 注册给指定的从 Reactor,从Reactor再执行事件的读写、分发,把业务处理就扔给worker线程池完成。这就演进为 ”主从Reactor模式“ 设计模式。

13.png



所以,如果有人直接帮我们 封装好这样的设计模式 ,是不是太好了?


没错,Netty就是这样的“活雷锋”!

Netty就使用了主从Reactor模式封装了Java NIO包的使用,大大提高了性能。


3.2 其他优点 (以后的核心知识点)


除了封装了高性能的设计模式外,Netty还有许多其他优点:


  • 稳定性。 Netty 更加可靠稳定,修复和完善了 JDK NIO 较多已知问题,包括 select 空转导致 CPU 消耗 100%、keep-alive 检测等问题。
  • 性能优化。对象池复用技术。Netty 通过复用对象,避免频繁创建和销毁带来的开销。零拷贝技术。 除了操作系统级别的零拷贝技术外,Netty 提供了面向用户态的零拷贝技术,在 I/O 读写时直接使用 DirectBuffer,避免了数据在堆内存和堆外内存之间的拷贝。
  • 便捷性。 Netty 提供了很多常用的工具,例如行解码器、长度域解码器等。如果我们使用JDK NIO包,那么这些常用工具都需要自己进行实现。


正是因为 Netty 做到了高性能、高稳定性、高易用性,完美弥补了 Java NIO 的不足,所以在我们在网络编程时,首选Netty,而不是自己直接使用Java NIO。

目录
相关文章
|
3天前
|
监控 Java API
探索Java NIO:究竟在哪些领域能大显身手?揭秘原理、应用场景与官方示例代码
Java NIO(New IO)自Java SE 1.4引入,提供比传统IO更高效、灵活的操作,支持非阻塞IO和选择器特性,适用于高并发、高吞吐量场景。NIO的核心概念包括通道(Channel)、缓冲区(Buffer)和选择器(Selector),能实现多路复用和异步操作。其应用场景涵盖网络通信、文件操作、进程间通信及数据库操作等。NIO的优势在于提高并发性和性能,简化编程;但学习成本较高,且与传统IO存在不兼容性。尽管如此,NIO在构建高性能框架如Netty、Mina和Jetty中仍广泛应用。
17 3
|
11天前
|
存储 监控 Java
Java的NIO体系
通过本文的介绍,希望您能够深入理解Java NIO体系的核心组件、工作原理及其在高性能应用中的实际应用,并能够在实际开发中灵活运用这些知识,构建高效的Java应用程序。
27 5
|
1月前
|
消息中间件 缓存 Java
java nio,netty,kafka 中经常提到“零拷贝”到底是什么?
零拷贝技术 Zero-Copy 是指计算机执行操作时,可以直接从源(如文件或网络套接字)将数据传输到目标缓冲区, 而不需要 CPU 先将数据从某处内存复制到另一个特定区域,从而减少上下文切换以及 CPU 的拷贝时间。
java nio,netty,kafka 中经常提到“零拷贝”到底是什么?
|
2月前
|
Java
让星星⭐月亮告诉你,Java NIO之Buffer详解 属性capacity/position/limit/mark 方法put(X)/get()/flip()/compact()/clear()
这段代码演示了Java NIO中`ByteBuffer`的基本操作,包括分配、写入、翻转、读取、压缩和清空缓冲区。通过示例展示了`position`、`limit`和`mark`属性的变化过程,帮助理解缓冲区的工作原理。
38 2
|
3月前
|
存储 网络协议 Java
Java NIO 开发
本文介绍了Java NIO(New IO)及其主要组件,包括Channel、Buffer和Selector,并对比了NIO与传统IO的优势。文章详细讲解了FileChannel、SocketChannel、ServerSocketChannel、DatagramChannel及Pipe.SinkChannel和Pipe.SourceChannel等Channel实现类,并提供了示例代码。通过这些示例,读者可以了解如何使用不同类型的通道进行数据读写操作。
Java NIO 开发
|
1天前
|
Java
Java—多线程实现生产消费者
本文介绍了多线程实现生产消费者模式的三个版本。Version1包含四个类:`Producer`(生产者)、`Consumer`(消费者)、`Resource`(公共资源)和`TestMain`(测试类)。通过`synchronized`和`wait/notify`机制控制线程同步,但存在多个生产者或消费者时可能出现多次生产和消费的问题。 Version2将`if`改为`while`,解决了多次生产和消费的问题,但仍可能因`notify()`随机唤醒线程而导致死锁。因此,引入了`notifyAll()`来唤醒所有等待线程,但这会带来性能问题。
Java—多线程实现生产消费者
|
3天前
|
安全 Java Kotlin
Java多线程——synchronized、volatile 保障可见性
Java多线程中,`synchronized` 和 `volatile` 关键字用于保障可见性。`synchronized` 保证原子性、可见性和有序性,通过锁机制确保线程安全;`volatile` 仅保证可见性和有序性,不保证原子性。代码示例展示了如何使用 `synchronized` 和 `volatile` 解决主线程无法感知子线程修改共享变量的问题。总结:`volatile` 确保不同线程对共享变量操作的可见性,使一个线程修改后,其他线程能立即看到最新值。
|
3天前
|
消息中间件 缓存 安全
Java多线程是什么
Java多线程简介:本文介绍了Java中常见的线程池类型,包括`newCachedThreadPool`(适用于短期异步任务)、`newFixedThreadPool`(适用于固定数量的长期任务)、`newScheduledThreadPool`(支持定时和周期性任务)以及`newSingleThreadExecutor`(保证任务顺序执行)。同时,文章还讲解了Java中的锁机制,如`synchronized`关键字、CAS操作及其实现方式,并详细描述了可重入锁`ReentrantLock`和读写锁`ReadWriteLock`的工作原理与应用场景。
|
4天前
|
安全 Java 编译器
深入理解Java中synchronized三种使用方式:助您写出线程安全的代码
`synchronized` 是 Java 中的关键字,用于实现线程同步,确保多个线程互斥访问共享资源。它通过内置的监视器锁机制,防止多个线程同时执行被 `synchronized` 修饰的方法或代码块。`synchronized` 可以修饰非静态方法、静态方法和代码块,分别锁定实例对象、类对象或指定的对象。其底层原理基于 JVM 的指令和对象的监视器,JDK 1.6 后引入了偏向锁、轻量级锁等优化措施,提高了性能。
20 3
|
4天前
|
存储 安全 Java
Java多线程编程秘籍:各种方案一网打尽,不要错过!
Java 中实现多线程的方式主要有四种:继承 Thread 类、实现 Runnable 接口、实现 Callable 接口和使用线程池。每种方式各有优缺点,适用于不同的场景。继承 Thread 类最简单,实现 Runnable 接口更灵活,Callable 接口支持返回结果,线程池则便于管理和复用线程。实际应用中可根据需求选择合适的方式。此外,还介绍了多线程相关的常见面试问题及答案,涵盖线程概念、线程安全、线程池等知识点。
42 2