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Netty面试题(2020最新版).pdf
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2021-11-25
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2020最新整理一线大厂面试题合集 - Netty面试题
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1.Netty是什么?
2.Netty的特点是什么?
3.Netty的优势有哪些?
4.Netty的应用场景有哪些?
5.Netty高性能表现在哪些方面?
6.BIO、NIO和AIO的区别?
7.NIO的组成?
8.Netty的线程模型?
9.TCP粘包/拆包的原因及解决方法?
10.什么是Netty的零拷贝?
11.Netty中有哪种重要组件?
12.Netty发送消息有几种方式?
13.默认情况Netty起多少线程?何时启动?
14.了解哪几种序列化协议?
15.如何选择序列化协议?
16.Netty支持哪些心跳类型设置?
17.Netty和Tomcat的区别?
18.NIOEventLoopGroup源码?
Netty简介
JDK原生NIO程序的问题
Netty的特点
Netty常见使用场景
Netty高性能设计
I/O模型
阻塞I/O
I/O复用模型
基于buffer
线程模型
事件驱动模型
Reactor线程模型
Netty线程模型
异步处理
Netty架构设计
功能特性
模块组件
Bootstrap、ServerBootstrap
Future、ChannelFuture
Channel
Selector
NioEventLoop
NioEventLoopGroup
ChannelHandler
ChannelHandlerContext
ChannelPipline
工作原理架构
总结
1.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。
2.Netty的特点是什么?
高并发:Netty是一款基于NIO(NonblockingIO,非阻塞IO)开发的网络通信框架,对比于BIO(BlockingI/O,阻塞
IO),他的并发性能得到了很大提高。
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。
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。
3.Netty的优势有哪些?
使用简单:封装了NIO的很多细节,使用更简单。
功能强大:预置了多种编解码功能,支持多种主流协议。
定制能力强:可以通过ChannelHandler对通信框架进行灵活地扩展。
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。
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。
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。
4.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。
5.Netty高性能表现在哪些方面?
IO线程模型:同步非阻塞,用最少的资源做更多的事。
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。
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。
串形化处理读写:避免使用锁带来的性能开销。
高性能序列化协议:支持protobuf等高性能序列化协议。
6.BIO、NIO和AIO的区别?
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。
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、IO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。
7.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
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
DirectByteBuffer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
8.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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