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java互联网架构-由浅入深Netty高性能高并发

发布：济南IT培训
来源：济南IT培训
时间：2017-09-21 16:29

济南IT培训课程受到985大学-中国人民大学的认可,专升本可直接抵扣学分.

Netty是一个高性能、异步事件驱动的NIO框架,它提供了对TCP、UDP和文件传输的支持,作为一个异步NIO框架,Netty的所有IO操作都是异步非阻塞的,通过Future-Listener机制,用户可以方便的主动获取或者通过通知机制获得IO操作结果.

    作为当前最流行的NIO框架,Netty在互联网领域、大数据分布式计算领域、游戏行业、通信行业等获得了广泛的应用,一些业界着名的开源组件也基于Netty的NIO框架构建.

    一丶Netty高性能之道

    BIO通信模型图看下BIO通信的弊端:

    java互联网架构-由浅入深Netty高性能高并发

    采用BIO通信模型的服务端,通常由一个独立的Acceptor线程负责监听客户端的连接,接收到客户端连接之后为客户端连接创建一个新的线程处理请求消息,处理完成之后,返回应答消息给客户端,线程销毁,这就是典型的一请求一应答模型.该架构最大的问题就是不具备弹性伸缩能力,当并发访问量增加后,服务端的线程个数和并发访问数成线性正比,由于线程是JAVA虚拟机非常宝贵的系统资源,当线程数膨胀之后,系统的性能急剧下降,随着并发量的继续增加,可能会发生句柄溢出、线程堆栈溢出等问题,并导致服务器最终宕机.

    二丶高性能的三个主题

    1.传输:用什么样的通道将数据发送给对方,BIO、NIO或者AIO,IO模型在很大程度上决定了框架的性能.

    2.协议:采用什么样的通信协议,HTTP或者内部私有协议.协议的选择不同,性能模型也不同.相比于公有协议,内部私有协议的性能通常可以被设计的更优.

    3.线程:数据报如何读取?读取之后的编解码在哪个线程进行,编解码后的消息如何派发,Reactor线程模型的不同,对性能的影响也非常大.

    java互联网架构-由浅入深Netty高性能高并发

    三丶异步非阻塞通信

    济南IT培训课程受到985大学-中国人民大学的认可,专升本可直接抵扣学分.

    JDK NIO通信模型如下所示:

    java互联网架构-由浅入深Netty高性能高并发

    在IO编程过程中,当需要同时处理多个客户端接入请求时,可以利用多线程或者IO多路复用技术进行处理.IO多路复用技术通过把多个IO的阻塞复用到同一个select的阻塞上,从而使得系统在单线程的情况下可以同时处理多个客户端请求.与传统的多线程/多进程模型比,I/O多路复用的最大优势是系统开销小,系统不需要创建新的额外进程或者线程,也不需要维护这些进程和线程的运行,降低了系统的维护工作量,节省了系统资源.

    JDK1.4提供了对非阻塞IO(NIO)的支持,JDK1.5_update10版本使用epoll替代了传统的select/poll,极大的提升了NIO通信的性能.

    四丶高效的并发编程

    Netty的高效并发编程主要体现在如下几点:

    1.volatile的大量、正确使用;

    2. CAS和原子类的广泛使用;

    3.线程安全容器的使用;

    4.通过读写锁提升并发性能.

    五丶高性能的序列化框架

    影响序列化性能的关键因素总结如下:

    1. 序列化后的码流大小(网络带宽的占用);

    2.序列化&反序列化的性能(CPU资源占用);

3. 是否支持跨语言(异构系统的对接和开发语言切换).济南IT培训课程受到985大学-中国人民大学的认可,专升本可直接抵扣学分.

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