Netty
# Netty
# 1.谈一谈BIO、NIO、AIO
客户端数据经过网络传输到服务端机器，一般经过网卡、内核空间、用户空间、服务端程序处理四个步骤。常见的IO模型分为BIO、NIO、AIO三种：
- BIO：只要数据没准备好，则会一直阻塞。
- NIO：解决了数据从网卡写到内核空间阻塞的问题。因此可以通过“程序控制轮询”的方式，查看监视哪个客户端请求的数据已经准备完成，从而衍生了IO多路复用技术。
- AIO：操作系统准备好数据之后，会回调通知服务端程序进行处理。
# 每个请求建立一个线程开销大？——IO多路复用
IO多路复用：单个线程同时处理多个IO请求。在应用程序与内核空间之间，再加一层单线程调用的多路复用程序，不断轮询每个文件描述符是否准备就绪，数据就绪则直接交给对应的程序执行。
# IO多路复用轮询每个文件描述符慢？——epoll
select和poll引入了代理，解决了无事件轮询导致的CPU空转，系统效率低的问题。它可以监视所有流，当有IO事件时唤醒当前线程，当前线程轮询所有文件描述符执行对应的事件。
epoll：解决了多并发连接情况下仅有少数IO事件活跃导致的CPU空转问题。它只会遍历轮询每个发生IO事件的文件描述符，只处理就绪的文件描述符。
# 2.为什么不用NIO而是Netty？Netty的服务端创建流程？
Netty和NIO的区别：
- NIO直接用于开发编程灵活性差。同时不能解决粘包、重连、丢包等问题。
- Netty可以用来作为网络通讯工具，控制节点之间的通信。还可以作为Http服务器。
- Netty给开发者提供更简便的使用方式。同时实现支持多种协议栈。
- Netty经过许多优秀开源项目的考验，Dubbo、RocketMQ等都使用了Netty，性能强大。
Netty服务端创建流程：
- 指定线程数量给EventLoop，确定线程模型。
- 绑定监听的IP和端口。
- 指定消息处理的ChannelHandler对象。
# 3.Reactor模型
Reactor模式基于事件驱动，将对应的事件分发给对应的handler处理。
对于Netty的服务端而言，主要分成两大类操作，分别是接收连接和具体处理操作。其中默认设置线程数量为CPU核心数*2。
单线程模型：一个线程同时负责所有客户端监听和连接、数据处理。(redis)
多线程模型：一个线程处理客户端连接，多个线程(4个)进行数据处理操作。
主从线程模型：多个线程负责客户端监听和连接，多个线程负责数据处理操作。
boss=new NioEventLoopGroup(1);
work=new NioEventLoopGroup(4);
try{
ServerBootstrap b=new ServerBootstrap();
b.group(boss,work);
}
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# 4.什么是粘包，半包问题？
粘包问题：接收到的数据，包含下一个数据包的内容。
半包问题：接收到当前包不完整的数据内容。
产生原因：TCP基于数据流传输数据，因此发送数据时，会根据缓存大小对包大小进行拆分或者是合并。
解决问题的关键在于读取数据时，需要根据传输协议明确每个数据包的开始标志和结束标志。Netty提供了几种不同的编解码器解决这个问题，可以根据换行符划分数据包结束标志符，自定义结束标志符，甚至可以指明数据包长度大小，来读取完整数据包信息。
# 5.长连接和心跳机制
客户端每次和服务端建立连接时，有短连接和长连接两种方式，因为每次建立连接都需要三次握手和四次挥手，比较消耗网络资源。因此对于频繁请求的客户，可以使用长连接，传输完数据继续使用这个连接。
心跳机制是指，每隔一定时间，客户端和服务端之间发送数据包给对方，告诉对方还存活，确保TCP连接的有效性。
# 6.Netty零拷贝
Netty的零拷贝主要体现在对数据操作的优化上：
- CompositeByteBuf可以将多个ByteBuf合并，不需要另外复制。比如将head和body进行合并。
- ByteBuf支持slice操作，将缓冲区分解成多个共享地址的内存区域。