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相信大家对于Netty这个框架都耳熟能详，那么大家对于Netty的设计原则，对于Netty的用法是否熟悉呢？是否能够借助Netty实现心跳检测，网络服务器，RPC通信协议...本篇文章就我个人对于Netty的理解，进行一下分享，欢迎大家批评指正。
前言
去年的时候，我通过看一些教学视频、文章，对Netty这个框架进行了解，虽然也做了一些Demo，但是仍然感觉不知道如何去运用这个框架，最近阅读了不少框架的源码，在很多框架中都发现其通信模块都是基于Netty实现的，也加深了我对Netty运用的理解。
Netty最核心的能力是对NIO网络通信的封装与优化，其中封装了许多复杂的网络IO处理、多线程模型，由于其强大的影响力，许多公司，优秀的开发者都对其贡献了代码，使其通信功能越来越完备。
Netty 应用实例源码gitee.com/zhuhuijie/n…
网络编程
我们大家应该都熟悉OSI七层网络模型和TCP/IP五层模型，OSI七层网络模型是定义的标准，但是一直都没能很好的落实，普遍落实的标准一般都是TCP/IP五层模型，如下图所示（Netty的目的就简化我们从传输层到应用层网络方面的开发）。
网络传输都是屏蔽在传输层的，传输层以下是依赖于硬件网络（网卡、网线、路由器等等）进行传输的，所以从程序员的角度一般是不考虑传输层以下的编程的，我们一般都是对应用层协议进行定制，传输层一般都是使用TCP协议或者UDP协议进行可靠或不可靠传输。
传输层协议：
- TCP协议： TCP（传输控制协议）是面向连接的协议，在收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。
- UDP协议： UDP （用户数据报协议）是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单的不可靠的信息传送服务。
网络编程的本质就是跨进程的通信，通过网络IO，完成跨进程的数据交换，网络IO主要有以下几种模型。
网络IO模型：
- BIO 同步阻塞IO, 一个线程处理一个连接
- NIO 同步非阻塞IO，一个线程处理多个连接
- AIO 异步IO，异步处理连接
Netty 对网络编程的贡献
Netty是一个Java的，基于NIO的，高性能的，异步事件驱动的通信框架。
Netty屏蔽了NIO的许多技术细节，为我们提供了一组简单易用的API，基本上我们只需要创建一个Bootstrap 或者 ServerBootstrap 然后绑定端口即可完成客户端或者服务端的配置，此外Netty预置了许多编解码方式，可以拿来即用，并且它支持大量主流的协议。
Netty支持零拷贝，为我们提供了TCP的粘包拆包问题的解决方案。
Netty的性能非常强悍，内部支持多种Reactor线程模型，能够充分利用多核CPU的优势，对基础的NIO进行了许多优化。
Netty的扩展性也极强，很多地方支持自定义实现，也支持灵活扩展。
Netty的社区活跃，经历了大规模的商业应用的挑战。
Netty 的主要用途
Netty几乎可以解决任何与网络通信相关的问题，它能够让我们简单快捷的构建起一个客户端或者服务端，完成定制化的网络开发。
应用领域： Netty被广泛的应用于互联网领域，大数据领域，游戏领域...
框架案例： 在许多框架中我们都可以看到Netty，如：Dubbo、RocketMQ、XXL-JOB、Hadoop...
Netty的主要用途：
- HTTP、HTTPS的客户端或者服务器
- WebSocket 长连接协议
- 自定义RPC通信协议（各种自定义私有协议）
- UDP广播
- 服务间心跳检测
- ...
Netty 的核心组件
大家想要玩转Netty必须熟悉其中的几大核心组件，
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Bootstrap 和 ServerBootstrap
引导类，主要作用是对应用程序进行配置，启动程序
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Bootstrap 客户端的引导类
调用 bind()（连接UDP）和 connect()（连接TCP）方法时，会新创建一个Channel，通过这个 Channel进行通信。
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ServerBootstrap 服务端的引导类
调用 bind() 方法时，会创建一个ServerChannel用于接收来自客户端的连接，并且该 ServerChannel 管理多个子 Channel 用于同客户端之间的通信。
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Channel 和 ServerChannel
Channel 和 ServerChannel可以看作是传入或传出数据的载体。我们可以把他理解为Socket 和 ServerSocket的NIO升级版，它要比Socket更加易用，并且屏蔽其与操作系统的交互。
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EventLoop 和 EventLoopGroup
EventLoop 事件循环（事件驱动的核心），监听注册到Channel上的网络事件，并调用事件处理器 ChannelHandler 进行相关 I/O 操作（读写）的处理，起承上启下的作用。
EventLoop的管理是通过EventLoopGroup来实现的。客户端一般需要一个EventLoopGroup就可以，服务端一般需要两个EventLoopGroup，一个负责管理连接，一个负责IO事件的处理。
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ChannelHandler
Netty 的主要组件是ChannelHandler，我们通过ChannelHandler处理入站和出站的数据，这里也是我们自定义协议的主要扩展点，它提供大量的钩子函数，我们可以编写具体的处理读写，异常等等的逻辑，当然Netty中也为我们提供大量默认的实现。
ChannelHandler 分为处理入站数据的 ChannelInboundHandler 和出站数据的 ChannelOutboundHandler 接口。
ChannelHandlerContext关联一个 ChannelHandler 绑定了对应的 pipeline 和 Channel 的信息。
ChannelInitializer是一种特殊的ChannelInboundHandler，可以通过调用initChannel方法来初始化Channel，在ChannelPipeline中初始化ChannelHandler调用序列。
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ChannelPipeline
当 Channel 被创建时，它会被自动地分配到一个专属的 ChannelPipeline，一个 Channel 包含一个 ChannelPipeline。 ChannelPipeline 为Channel 创建一条 ChannelHandler 的链，它负责处理和拦截inbound或者outbound的事件和操作，一个 ChannelPipeline 上可以有多个 ChannelHandler。
我们可以自定义ChannelHandler的顺序。
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ChannelFuture
Netty 是异步非阻塞的，所有的 I/O 操作都为异步的。所以，我们无法立刻知晓是否执行成功，但是，我们可以通过 ChannelFuture 接口的 addListener() 方法注册一个监听器 ChannelFutureListener，当操作执行成功或者失败时，监听就会自动触发返回结果。
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Bytebuf 字节容器
Netty 使用自建的 Bytebuf 容器，而不是使用 NIO 的 ByteBuffer 容器。 Bytebuf 中增加读写指针，无需像ByteBuffer一样每次读写切换调用flip方法，和下一次写之前调用clear方法，减少了调用开销；并且， Bytebuf支持动态扩容，当写入的数据大于ByteBuf的容量时，会动态扩容；Bytebuf还提供了高效的零拷贝机制，内存复用机制...
总结
Netty的学习需要我们明确其各个组件的功能，以及调用关系，需要对网络，操作系统等基础有一定了解，这样我们才能更好的理解IO多路复用技术、零拷贝技术、网络协议等等。我们可以从Netty下手，去弥补自己对网络、操作系统知识的不足，Netty中Reactor的线程模型也只能我们学习。当我们了解Netty的基本概念之后，就可以通过Netty去写一些经典的案例，聊天室、自定义RPC协议等等；对于一些基本的用法熟悉之后，很多框架通信模块的代码就可以读懂了，明白其为什么这么用。
感谢大家的阅读，如果感觉有帮助，帮点个赞，万分感谢！！！
