Java Netty 与 RPC

1. Netty 原理

Netty 是一个 高性能，异步的 NIO框架，支持 TCP，UDP，文件传输；所有IO操作都是异步非阻塞的

通过 Future-Listener 获取 IO结果

2. Netty 高性能

2.1 多路复用

将多个IO阻塞复用在用一个 Selector 阻塞上，支持单线程下同时处理多个requests

BIO 提供 Socket 和 ServerSocket，NIO提供 SocketChannel 和 ServerSocketChannel

其中 NioEventLoop 集成了 Selector 可以并发处理几千个Channel，由于读写非阻塞，充分提升 IO线程效率

Netty Server端交互

Netty Client端交互

2.2 NIO 异步

非阻塞IO 支持并发处理N个Client连接和读写，支持弹性伸缩，可用，优于BIO

2.3 零拷贝 (Direct Buffers 使用堆外直接内存)

• 使用 Direct Buffers，使用堆外内存socket读写，不需要进行byte buffer 的 二次拷贝
• 支持对组合buffer进行直接操作，不需要通过内存拷贝合并buffer
• Netty 使用 transferTo 进行文件传输，支持文件直接发送避免通过内存拷贝读写

2.4 内存池

Netty 支持内存池缓冲区重用机制，避免较多的Heap对象的分配和回收

2.5 高效 Reactor 线程

• Reactor 单线程模型

• Reactor 多线程模型

2.6 无锁设计，线程绑定

Netty 使用串行无锁，支持修改NIO线程参数，支持多个串行化线程并行

无锁串行

2.7 高性能的序列化框架

• 通过 NAGLE 算法将缓冲区小封包做成大封包，防止网络阻塞
• 通过IP+Port 计算 hash值，然后进行cpu绑定，均衡软中断在多个CPU上

3. Netty RPC 实现

RPC: Remote Procedure Call (远程过程调用)

在Java中 动态代理就是一种 RPC方式

使用 Protobuf，Thrift，Avro等序列化解决方案搭建RPC框架

4. Netty 通讯过程

netty通讯过程需要解决线程暂停和消息乱序的问题

• 使用 AtmoicLong 生成唯一的requestID
• 存放回调对象到 ConcurrentHashMap
• Synchronized 获取回调对象callback的锁并自旋wait
• 监听消息的thread获得消息，找到callback上的lock并且notify

5. RMI (Remote Method Invocation) 实现方式

• 写一个 RMI接口，继承 java.rmi.Remote 接口
• 写RMI实现类，继承 java.rmi.server.UnicastRemoteObject
• 运行 RMI编译器，创建客户端stub类和服务端skeleton类
• 启动一个RMI注册表
• 在 RMI注册表注册服务
• Client查找远程对象，调用远程方法

6. Protocol Buffer

结构化数据串行的工具

• 序列化/反序列化/速度快 (编码，解码简单)
• 数据压缩效果好 (采用 Varint, Zigzag 编码方式; 采用 T-L-V 数据结构)

7. Thrift (Apache Thrift)

Apache Thrift