Netty-面试题（上）(四十九)

为什么Netty适合做网络编程?

Netty 是由 JBOSS 提供的一个 Java 开源框架。Netty 提供异步的、基于事件驱动的网络应用程序框架，用以快速开发高性能、高可靠性的网络 IO 程序。Netty 主要用来做网络通信，一般可以用来作RPC框架的通信工具、实现即时通讯系统以及实时消息推送系统等。
相比于Java中自带的NIO来说，Netty有很多好处，比如开箱即用，非常方便;性能高，能承载大量并发;功能更加强大并且社区也比较活跃。

• 使用简单:封装了 Java 原生 NIO 类库繁琐的 API，使用起来更加高效
• 功能强大:预置多种编码能力，支持多种主流协议。同时通过 ChannelHandler 可以进行灵活的拓展，支持很强的定制能力;
• 高性能:与其它业界主流 NI0 框架相比，Netty 综合更优。主要体现在吞吐量更高、延迟更低、减少资源消耗以及最小化不必要的内存复制:
• 社区活跃:版本更新周期短，BUG 修复速度快，让开发者可以专注业务本身，

Netty性能好的原因是什么? 

Netty作为一个高性能的网络通信框架，性能是他重要优势，Netty中主要做了以下事情来全方面的提升Netty的性能:

• 非阳塞IO模型:Netty采用了IO多路复用技术，让多个IO的阻塞复用到一个select线程阻塞上，能够有效的应对大量的并发请求
• 高效的Reactor线程模型:支持多种Reactor线程模型，可以根据业务场景的性能诉求，自行选择
• 零拷贝:尽量做到不必要的内存拷贝
• 内存池设计:使用直接内存，并且可重复利用
• 无锁串行化设计:避避免使用锁带来的额外开销
• 高性能序列化协议:支持 protobuf 等高性能序列化协议

Netty的零拷贝是怎么实现的?

在操作系统中，零拷贝指的是避免在用户态(User-space)与内核态(Kerel-space)之间来回拷贝数据而Netty的零拷贝模型和操作系统中的零拷贝模型并不完全一样。他主要指的是在操作数据时,不需要将数据buffer从 一个内存区域拷贝到另一个内存区域。少了一次内存的拷贝，CPU 效率就得到的提升。
Netty的零拷贝主要体现在以下5个方面:

• 直接使用堆外内存，避免 JVM 堆内存到堆外内存的数据拷贝
• CompositeByteBuf类，可以组合多个 Buffer 对象合并成一个逻辑上的对象，避免通过传统内存拷贝的方式将几个 Buffer 合并成一个大的 Buffer。
• 通过 Unpooled.wrappedBuffer 可以将 byte 数组包装成 ByteBuf对象，包装过程中不会产生内存拷贝
• ByteBuf.slice 操作与 Unpooled.wrappedBuffer相反，slice 操作可以将一个 ByteBuf 对象切分成多个BvteBuf对象，切分过程中不会产生内存拷贝，底层共享一个 byte 数组的存储空间。
• 使用 FileRegion 实现文件传输，fileRegion 底层封装了 FileChannel#transferTo()方法，可以将文件缓冲区的数据直接传输到目标 Channel，避免内核缓冲中区和用户态缓冲区之间的数据拷贝，这属于操作系统级别的零拷贝。