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Netty 35道面试题和答案.docx

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Netty 35道面试题和答案.docx

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Netty 是什么?

Netty是一个异步事件驱动的网络应用程序框架，用于快速开发可维护的高性能协

议服务器和客户端。Netty是基于nio的，它封装了jdk的nio，让我们使用起来更加

方法灵活。

Netty的特点是什么?

1、高并发:Netty是一款基于NIO(Nonblocking IO,非阻塞IO)开发的网络通信框架,

对比于BIO(BlockingI/O,阻塞IQ),他的并发性能得到了很大提高。

2、传输快：Netty的传输依赖于零拷贝特性，尽量减少不必要的内存拷贝，实现了

更高效率的传输。

3、封装好：Netty封装了NIO操作的很多细节，提供了易于使用调用接口。Netty

的优势有哪些?

1、使用简单：封装了NIO的很多细节，使用更简单。

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、稳定：Netty修复了已经发现的所有NIO 的bug，让开发人员可以专注于业务本身。

6、社区活跃：Netty是活跃的开源项目，版本迭代周期短，bug修复速度快。Netty的应用

场景有哪些?

典型的应用有：阿里分布式服务框架Dubbo，默认使用Netty作为基础通信组件,还有

RocketMQ也是使用Netty作为通讯的基础。

Netty 高性能表现在哪些方面?

1、IO线程模型：同步非阻塞，用最少的资源做更多的事。

2、内存零拷贝：尽量减少不必要的内存拷贝，实现了更高效率的传输。

3、内存池设计：申请的内存可以重用，主要指直接内存。内部实现是用一颗二叉查找树

管理内存分配情况。

4.串形化处理读写：避免使用锁带来的性能开销。

5、高性能序列化协议：支持protobuf等高性能序列化协议。

BIO、NIO和AIO的区别?

伪异步IO：将请求连接放入线程池，一对多，但线程还是很宝贵的资源。

NIO：一个请求一个线程，但客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复

用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。

AIO：一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去

启动线程进行处理，

BIO是面向流的，NIO是面向缓冲区的；BIO的各种流是阻塞的。而NIO是非阻塞的;BIO的

Stream是单向的,而NIO的channel是双向的。

NIO的特点：事件驱动模型、单线程处理多任务、非阻塞I/O，I/O读写不再阻塞，而是

返回0、基于block的传输比基于流的传输更高效、更高级的IO函数zero-copy、lO多路

复用大大提高了Java 网络应用的可伸缩性和实用性。基于Reactor线程模型。

在/Reactor模式中，事件分发器等待某个事件或者可应用或个操作的状态发生，事件

分发器就把这个事件传给事先注册的事件处理函数或者回调函数，由后者来做实际的

读写操作。如在Reactor中实现读：注册读就绪事件和相应的事件处理器、事件分发器

等待事件、事件到来，激活分发器，分发器调用事件对应的处理器、事件处理器完成

实际的读操作，处理读到的数据，注册新的事件，然后返还控制权。

NIO的组成?

Buffer:与Channel进行交互,数据是从Channel读入缓冲区,从缓冲区写入Channel中的

BIO：一个连接一个线程，客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理

。线程开销大。

flip方法:反转此缓冲区,将position给limit,然后将position置为0,其实就是切

换读写模式

clear方法:清除此缓冲区,将position置为0,把capacity的值给limit。

rewind方法:重绕此缓冲区,将position置为0

DirectByte Buffer可减少一次系统空间到用户空间的拷贝。但Buffer创建和销

毁的成本更高，不可控，通常会用内存池来提高性能。直接缓冲区主要分配给

那些易受基础系统的本机I/O操作影响的大型、持久的缓冲区。如果数据量比较

小的中小应用情况下，可以考虑使用heapBuffer，由JVM进行管理。

Channel：表示IO源与目标打开的连接，是双向的，但不能直接访问数据，只能

与Buffer进行交互。通过源码可知,FileChannel的read方法和write方法都导致

数据复制了两次！

Selector 可使一个单独的线程管理多个 Channel,open 方法可创建

Selector,register方法向多路复用器器注册通道，可以监听的事件类型：读、

写、连接、 accept 。注册事件后会产生一个 SelectionKey; 它表示

SelectableChannel和Selector之间的注册关系，wakeup方法：使尚未返回的第

一个选择操作立即返回，唤醒的

原因是：注册了新的channel或者事件；channel关闭，取消注册；优先级更高

的事件触发(如定时器事件)，希望及时处理。

Selector在Linux的实现类是EPollSelectorImpl,委托给EPollArrayWrapper 实

现,其中三个native方法是对epoll的封装,而EPollSelectorImpl、

implRegister方法,通过调用 epoll_ctl 向 epoll 实例中注册事件,还将注册的

文件描述符(fd)与SelectionKey的对应关系添加到fdToKey中,这个map维护了文

件描述符与SelectionKey的映射。

fdToKey有时会变得非常大,因为注册到Selector上的Channel 非常多(百万连接)

；过期或失效的Channel没有及时关闭。fdToKey总是串行读取的，而读取是在

select方法中进行的，该方法是非线程安全的。

Pipe：两个线程之间的单向数据连接，数据会被写到sink通道，从source通道

读取

NIO 的服务端建立过程 :Selector. open(): 打开一个

Selector;ServerSocketChannel. open():创建服务端的Channel;bind():绑定到

某个端口上。并配置非阻塞模式;register():注册Channel和关注的事件到

Selector 上；select()轮询拿到已经就绪的事件

Netty的线程模型?

Netty通过Reactor模型基于多路复用器接收并处理用户请求，内部实现了两个线

程池，boss线程池和work线程池，其中boss 线程池的线程负责处理请求的

accept事件，当接收到accept 事件的请求时，把对应的socket 封装到一个

NioSocketChannel中,并交给work线程池,其中work线程池负责请求的read 和

write事件,由对应的Handler处理。

单线程模型：所有I/O操作都由一个线程完成，即多路复用、事件分发和处理都

是在一个Reactor线程上完成的。既要接收客户端的连接请求，向服务端发起连

接，又要发送/读取请求或应答/响应消息。一个NIO线程同时处理成百上千的链

路，性能上无法支撑，速度慢，若线程进入死循环，整个程序不可用，对于高

负载、大并发的应用场景不合适。

多线程模型：有一个NIO线程(Acceptor) 只负责监听服务端，接收客户端的

TCP连接请求；NIO线程池负责网络IO的操作，即消息的读取、解码、编码和发送

；1个NIO线程可以同时处理N条链路，但是1个链路只对应1个NIO线

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