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【Netty技术专题】「原理分析系列」Netty强大特性之Native transports扩展开发实战

news 2025/9/16 8:08:53

Netty强大特性之Native transports技术原理分析

背景介绍
JNI概念介绍
- 不同平台的JNI实现
使用Native transports库
- Maven的分类器（Classifier）
- 使用Linux native transport
- 使用MacOS/BSD native transport库
- 构建native transport库
- - Linux版本要求
  - MacOS/BSD版本要求
总结归纳

背景介绍

当涉及到网络通信和高性能的Java应用程序时，Netty是一个强大的框架。它提供了许多功能和组件，其中之一是JNI传输。JNI传输是Netty的一个特性，它为特定平台提供了高效的网络传输。

在本文中，我们将深入探讨Netty提供的特定平台的JNI传输功能，分析其优势和适用场景。我们将介绍每个特定平台的JNI传输，并讨论其性能、可靠性和可扩展性。通过了解这些特定平台的JNI传输，您将能够更好地选择和配置适合您应用程序需求的网络传输方式，以实现最佳的性能和可靠性。

JNI概念介绍

JNI（Java Native Interface）是Java平台的一种机制，允许Java代码与本地代码（如C或C++）进行交互。Netty利用JNI传输来提供对特定平台的底层网络传输的支持。

通过JNI传输，Netty可以直接与操作系统的网络栈进行交互，绕过了Java虚拟机的网络层，从而提供了更高的性能和更低的延迟。这对于需要处理大量并发连接和高吞吐量的应用程序来说尤为重要。

不同平台的JNI实现

Netty提供了一些特定平台的JNI传输，这些传输针对不同的操作系统和网络栈进行了优化。通过使用这些特定平台的JNI传输，开发人员可以充分利用底层操作系统和硬件的优势，从而实现更高效的网络通信。
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Netty提供了针对特定平台的JNI传输，包括Linux（自4.0.16版本开始）和MacOS/BSD（自4.1.11版本开始）。与基于NIO的传输相比，这些JNI传输在特定平台上增加了更多的功能，并且产生的垃圾更少，性能普遍提高，主要集中在以下两点：

利用了底层操作系统的特性和优化，以提供更高效的网络传输。
减少产生的垃圾，从而提高应用程序的效率和可靠性。

通过使用Netty提供的特定平台的JNI传输，开发人员可以充分利用底层操作系统的优势，以获得更好的性能和更少的资源消耗，这对于需要处理大量并发连接和高吞吐量的应用程序来说尤为重要。

使用Native transports库

Netty扩展传输库必须为依赖关系指定适当的分类器，以确保包含相应的本地库。当项目依赖于包含本地库（Native Library）的第三方库时，为了确保项目能够正确地使用这些本地库，必须为依赖关系指定适当的分类器（Classifier）。

Maven的分类器（Classifier）

分类器（Classifier）是用于区分不同构建版本的标识符，它可以用来指定包含本地库的特定构建版本，主要集中于
以下三个因素和范围。
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操作系统和架构：区分不同操作系统和架构的构建版本。
构建类型：区分不同构建类型的构建版本。例如，可以使用release表示发布版本，debug表示调试版本。
资源类型：分类器可以用于区分不同类型的资源文件。例如，可以使用sources表示源代码文件，javadoc表示Java文档文件。

Maven的分类器（Classifier）常见操作系统架构分类
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如果不为依赖关系指定适当的分类器，或者选择了错误的分类器，可能会导致项目无法正常运行或无法找到所需的本地库。因此，为了确保项目能够正确地使用依赖的本地库，必须注意为依赖关系指定适当的分类器。

使用Linux native transport

由于native transport与 NIO 传输兼容，因此只需进行以下搜索和替换操作即可：
在这里插入图片描述
在构建工具的配置文件中，可以通过在依赖项的声明中指定分类器来实现。例如，在Maven的pom.xml文件中，可以使用元素来指定分类器，构建系统中将 netty-transport-native-epoll 作为依赖项：

<dependencies><dependency><groupId>io.netty</groupId><artifactId>netty-transport-native-epoll</artifactId><version>${project.version}</version><classifier>linux-x86_64</classifier></dependency>...</dependencies>

在上面配置，分类器是 linux-x86_64，这意味着依赖关系中包含的本地二进制文件是为Linux编译的，运行在 64 位 x86 CPU 上。其他 CPU 架构和某些特定的 Linux 发行版将需要不同的分类器。

注意：Linux 官方构建版都是根据 GLIBC 链接的。这意味着使用 Musl 作为 libc 实现的操作系统不支持 Netty 本地传输的官方构建。如果想在不支持的 CPU 架构或 libc 实现上使用 Netty 本地传输程序，则需要自行构建。

使用MacOS/BSD native transport库

由于native transport与 NIO 传输兼容，因此只需执行以下搜索和替换操作即可：
在这里插入图片描述
由于本地传输不是 Netty 核心的一部分，因此您需要在 Maven pom.xml 中将 netty-transport-native-kqueue 作为依赖项：

  <dependencies><dependency><groupId>io.netty</groupId><artifactId>netty-transport-native-kqueue</artifactId><version>${project.version}</version><classifier>osx-x86_64</classifier></dependency>...</dependencies>

构建native transport库

如果您已经有了native transport的JAR 文件，就不需要再自行构建本地传输系统了，因为 JAR 文件中已经包含了必要的共享库文件（如 .so、.dll、.dynlib），它们会被自动加载。

Linux版本要求

需要使用内核为 2.6 或更高版本的 64 位 Linux。还请安装所需的工具和库：

# RHEL/CentOS/Fedora:
sudo yum install autoconf automake libtool make tar \glibc-devel \libgcc.i686 glibc-devel.i686
# Debian/Ubuntu:
sudo apt-get install autoconf automake libtool make tar \gcc

MacOS/BSD版本要求

需要使用 MacOS 10.12 或更高版本。还请安装所需的工具和库：

brew install autoconf automake libtool

总结归纳

Netty提供的特定平台的JNI传输在Linux和MacOS/BSD上增加了更多的功能，并且通过减少垃圾的产生来提高性能。开发人员可以根据特定平台的需求选择合适的传输方式，以获得更好的性能和可靠性。