背景作者：大招
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为了支持 CCtalk 在 Web 端观看视频直播，以及实时聊天等功能，传统的短连接无法实现实时推送的目的，需要建立长连接，而 Web 端用户建立连接的成本很低，长连接的资源消耗较大，这里就需要框架对大并发有足够的支持。满足大并发，又支持长连接， Netty + Websocket 是一个不错的解决方案，所以接下来会通过三篇文章，详细介绍一下这块内容。
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原理篇
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应用篇
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WebSocket
导语
netty is an asynchronous event-driven network application framework for rapid development of maintainable high performance protocol servers & clients.
Netty简介
上面的导语是 Netty 官方的一个介绍，Netty 其实就是基于事件驱动，快速开发高并发，高可靠性的服务和客户端的一个开源框架。主要特性有以下几点。
设计
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统一的 API，适用于不同的协议（阻塞和非阻塞）
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基于灵活、可扩展的事件驱动模型
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高度可定制的线程模型
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可靠的无连接数据 Socket 支持（UDP）
性能
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更好的吞吐量，低延迟
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更省资源
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尽量减少不必要的内存拷贝
安全
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完整的 SSL/TLS 和 STARTTLS 的支持
易用
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完善的 Java doc，用户指南和样例，社区很活跃
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简洁简单
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仅依赖于 JDK1.5
Netty框架
核心部分
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零拷贝
“Zero-copy” describes computer operations in which the CPU does not perform the task of copying data from one memory area to another.
上面是 wiki 的一描述，它通常是指计算机在网络上发送文件时，不需要将文件内容拷贝到用户空间（User Space）而直接在内核空间（Kernel Space）中传输到网络的方式，所谓的两个空间只是说明两个不一样的内存区域，通过减少不同内存区域的拷贝，减低 CPU 的消耗。下面有两张对比图：
1、非零拷贝模式
2、零拷贝模式
Netty 的零拷贝与实际定义还是有点出入，Java 是基于虚拟机的，其实都是用户空间，Netty 中的零拷贝，更多的是一种数据的优化操作，比如多包合并处理上，Netty是将各个包的地址记录下来，在逻辑上合成一个整体，实际存储还是独立的，这样减少内存拷贝，降低 CPU 消耗。
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统一通讯 API
Netty 提供了命名为 channel 统一异步 IO 接口，主要是为了解决 Java OIO , NIO API 不兼容，简化业务层的工作。
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可扩展的事件模型
Netty has a well-defined event model focused on I/O. It also allows you to implement your own event type without breaking the existing code because each event type is distinguished from another by a strict type hierarchy. This is another differentiator against other frameworks.
Netty 是通过 ChannelEvent 作为事件流载体，通过 ChannelHander 来做事件逻辑处理，channelHander 又可分为 INBoundHandler 和 OUTBoundHandler 分别处理流入数据和流出数据，Event 则通过 sendDownStream 和 sendUpStream 在每个 handler 中流转，ChannelPipeline 作为 handler 的容器，用户自定义的 handler 只要添加到 pipe，就可以截取数据流做业务处理。
所有的数据流转，和执行过程都是在一个线程（EventLoop）上执行的，这种串行化的处理方式，让 Netty 无锁化，无需处理数据竞争问题，提高了执行效率。
高级组件
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编解码框架
Netty 提供里提供一套 EncodeHandler 和 DecodeHandler，将业务逻辑从编解码分离，大家可以了解一下，有时间会对这块仔细说明
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SSL/TLS Support
在 Netty 中使用 SSL 也是很方便的，使用 SSLEngine，SslHandler 就可以
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Http/WebSocket 支持
Netty线程模型
Netty 支持三种线程模型，分别是单线程模型，多线程模型，以及主从线程模型，重点会介绍主从多线程模型
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单线程模型
从 accpet 连接到分发到 handler 处理业务，都在单线程中完成，模型简单，适合简单场景，不适合大并发场景。
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多线程模型
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Acceptor 单独线程接受 accpet 连接请求，创建 Channel，并移交给 IO 线程池
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IO 线程池分配线程读取 Channel 数据，并分发 handler 处理相关业务
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Accpetor 是单线程，如果期间执行鉴权，登陆等操作，出现拥堵，会有单点问题。
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主从多线程模型
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Acceptor 线程池（NioEventLoopGroup）分配一个 NioEventLoop 接受连接请求，并创建 Channel，并将 Channel 移交给 IO 线程池
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I/O 线程池（（NioEventLoopGroup）分配一个 NioEventLoop 处理 Channel 数据，从 Channel 读数据，并将数据交给 handler 处理，handler 处理完后，向 Channel 写数据
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I/O 线程池还可以处理定时任务，和系统任务。
这边多次提到 NioEventLoop，许多个 NioEventLoop 构成 NioEventLoopGroup，其主要的职能如下：
作为 Acceptor 线程，负责处理客户端的请求接入
作为 Connecor 线程，负责注册监听连接操作位，用于判断异步连接结果
作为 IO 线程，监听网络读操作位，负责从 SocketChannel 中读取写报文
这张图很好的说明 NioEventLoop 的作用，以及 Netty 串行化的处理链。
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一个客户端 Channel 只能由一个 NioEventLoop 处理，避免并发资源竞争问题。
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NioEventLoop 的事件是分发给 Netty 的事件模型，这个模型可以参考上面的说明。
总结
本文主要介绍了 Netty 的原理，重点对 Netty 的串行化处理链，线程模型，数据模型做了说明，绕过了细节，希望对大家在大层面去理解 Netty 有帮助，更多的实践，以及细节，留在后续文章再说。
资料
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Netty 零拷贝知识（http://www.cnblogs.com/xys1228/p/6088805.html）
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Netty user guide（http://netty.io/3.5/guide/）
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Netty 教程 （https://www.gitbook.com/book/waylau/essential-netty-in-action/details）
