大家好，我是 「后端技术进阶」 作者，一个热爱技术的少年。

@[toc]

觉得不错的话，欢迎 star！ღ( ´･ᴗ･` )比心

• Netty 从入门到实战系列文章地址：https://github.com/Snailclimb/netty-practical-tutorial 。
• RPC 框架源码地址：https://github.com/Snailclimb/guide-rpc-framework

老套路，学习某一门技术或者框架的时候，第一步当然是要了解下面这几样东西。

1. 是什么？
2. 有哪些特点？
3. 有哪些应用场景？
4. 有哪些成功使用的案例？
5. .....

为了让你更好地了解 Netty 以及它诞生的原因，先从传统的网络编程说起吧！

还是要从 BIO 说起

传统的阻塞式通信流程

早期的 Java 网络相关的 API(java.net包) 使用 Socket(套接字)进行网络通信，不过只支持阻塞函数使用。

要通过互联网进行通信，至少需要一对套接字：

1. 运行于服务器端的 Server Socket。
2. 运行于客户机端的 Client Socket

Socket 网络通信过程如下图所示：

https://www.javatpoint.com/so...

Socket 网络通信过程简单来说分为下面 4 步：

1. 建立服务端并且监听客户端请求
2. 客户端请求，服务端和客户端建立连接
3. 两端之间可以传递数据
4. 关闭资源

对应到服务端和客户端的话，是下面这样的。

服务器端：

1. 创建 ServerSocket 对象并且绑定地址（ip）和端口号(port)： server.bind(new InetSocketAddress(host, port))
2. 通过 accept()方法监听客户端请求
3. 连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息
4. 通过输出流向客户端发送响应信息
5. 关闭相关资源

客户端：

1. 创建Socket 对象并且连接指定的服务器的地址（ip）和端口号(port)：socket.connect(inetSocketAddress)
2. 连接建立后，通过输出流向服务器端发送请求信息
3. 通过输入流获取服务器响应的信息
4. 关闭相关资源

一个简单的 demo

为了便于理解，我写了一个简单的代码帮助各位小伙伴理解。

服务端：

public class HelloServer {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloServer.class);

    public void start(int port) {
        //1.创建 ServerSocket 对象并且绑定一个端口
        try (ServerSocket server = new ServerSocket(port);) {
            Socket socket;
            //2.通过 accept()方法监听客户端请求， 这个方法会一直阻塞到有一个连接建立
            while ((socket = server.accept()) != null) {
                logger.info("client connected");
                try (ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                     ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream())) {
                   //3.通过输入流读取客户端发送的请求信息
                    Message message = (Message) objectInputStream.readObject();
                    logger.info("server receive message:" + message.getContent());
                    message.setContent("new content");
                    //4.通过输出流向客户端发送响应信息
                    objectOutputStream.writeObject(message);
                    objectOutputStream.flush();
                } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
                    logger.error("occur exception:", e);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            logger.error("occur IOException:", e);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        HelloServer helloServer = new HelloServer();
        helloServer.start(6666);
    }
}

ServerSocket 的 accept（） 方法是阻塞方法，也就是说 ServerSocket 在调用 accept（)等待客户端的连接请求时会阻塞，直到收到客户端发送的连接请求才会继续往下执行代码，因此我们需要要为每个 Socket 连接开启一个线程（可以通过线程池来做）。

上述服务端的代码只是为了演示，并没有考虑多个客户端连接并发的情况。

客户端：

/**
 * @author shuang.kou
 * @createTime 2020年05月11日 16:56:00
 */
public class HelloClient {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloClient.class);

    public Object send(Message message, String host, int port) {
        //1. 创建Socket对象并且指定服务器的地址和端口号
        try (Socket socket = new Socket(host, port)) {
            ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
            //2.通过输出流向服务器端发送请求信息
            objectOutputStream.writeObject(message);
            //3.通过输入流获取服务器响应的信息
            ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
            return objectInputStream.readObject();
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            logger.error("occur exception:", e);
        }
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) {
        HelloClient helloClient = new HelloClient();
        helloClient.send(new Message("content from client"), "127.0.0.1", 6666);
        System.out.println("client receive message:" + message.getContent());
    }
}

发送的消息实体类：

/**
 * @author shuang.kou
 * @createTime 2020年05月11日 17:02:00
 */
@Data
@AllArgsConstructor
public class Message implements Serializable {

    private String content;
}

首先运行服务端，然后再运行客户端，控制台输出如下：

服务端:

[main] INFO github.javaguide.socket.HelloServer - client connected
[main] INFO github.javaguide.socket.HelloServer - server receive message:content from client

客户端：

client receive message:new content

资源消耗严重的问题

很明显，我上面演示的代码片段有一个很严重的问题：只能同时处理一个客户端的连接，如果需要管理多个客户端的话，就需要为我们请求的客户端单独创建一个线程。 如下图所示：

对应的 Java 代码可能是下面这样的：

new Thread(() -> {
   // 创建 socket 连接
}).start();

但是，这样会导致一个很严重的问题：资源浪费。

我们知道线程是很宝贵的资源，如果我们为每一次连接都用一个线程处理的话，就会导致线程越来越好，最好达到了极限之后，就无法再创建线程处理请求了。处理的不好的话，甚至可能直接就宕机掉了。

很多人就会问了：那有没有改进的方法呢？

线程池虽可以改善，但终究未从根本解决问题

当然有！ 比较简单并且实际的改进方法就是使用线程池。线程池还可以让线程的创建和回收成本相对较低，并且我们可以指定线程池的可创建线程的最大数量，这样就不会导致线程创建过多，机器资源被不合理消耗。

ThreadFactory threadFactory = Executors.defaultThreadFactory();
ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 100, 1, TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue<>(100), threadFactory);
threadPool.execute(() -> {
     // 创建 socket 连接
 });

但是，即使你再怎么优化和改变。也改变不了它的底层仍然是同步阻塞的 BIO 模型的事实，因此无法从根本上解决问题。

为了解决上述的问题，Java 1.4 中引入了 NIO ，一种同步非阻塞的 I/O 模型。

再看 NIO

Netty 实际上就基于 Java NIO 技术封装完善之后得到一个高性能框架，熟悉 NIO 的基本概念对于学习和更好地理解 Netty 还是很有必要的！

初识 NIO

NIO 是一种同步非阻塞的 I/O 模型，在 Java 1.4 中引入了 NIO 框架，对应 java.nio 包，提供了 Channel , Selector，Buffer 等抽象。

NIO 中的 N 可以理解为 Non-blocking，已经不在是 New 了（已经出来很长时间了）。

NIO 支持面向缓冲(Buffer)的，基于通道(Channel)的 I/O 操作方法。

NIO 提供了与传统 BIO 模型中的 Socket 和 ServerSocket 相对应的 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 两种不同的套接字通道实现,两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式：

1. 阻塞模式 : 基本不会被使用到。使用起来就像传统的网络编程一样，比较简单，但是性能和可靠性都不好。对于低负载、低并发的应用程序，勉强可以用一下以提升开发速率和更好的维护性
2. 非阻塞模式 ： 与阻塞模式正好相反，非阻塞模式对于高负载、高并发的（网络）应用来说非常友好，但是编程麻烦，这个是大部分人诟病的地方。所以， 也就导致了 Netty 的诞生。

NIO 核心组件解读

NIO 包含下面几个核心的组件：

• Channel
• Buffer
• Selector
• Selection Key

这些组件之间的关系是怎么的呢？

1. NIO 使用 Channel(通道)和 Buffer(缓冲区)传输数据，数据总是从缓冲区写入通道，并从通道读取到缓冲区。在面向流的 I/O 中，可以将数据直接写入或者将数据直接读到 Stream 对象中。在 NIO 库中，所有数据都是通过 Buffer(缓冲区)处理的。 Channel 可以看作是 Netty 的网络操作抽象类，对应于 JDK 底层的 Socket
2. NIO 利用 Selector （选择器）来监视多个通道的对象，如数据到达，连接打开等。因此，单线程可以监视多个通道中的数据。
3. 当我们将 Channel 注册到 Selector 中的时候, 会返回一个 Selection Key 对象, Selection Key 则表示了一个特定的通道对象和一个特定的选择器对象之间的注册关系。通过 Selection Key 我们可以获取哪些 IO 事件已经就绪了，并且可以通过其获取 Channel 并对其进行操作。

Selector（选择器，也可以理解为多路复用器）是 NIO（非阻塞 IO）实现的关键。它使用了事件通知相关的 API 来实现选择已经就绪也就是能够进行 I/O 相关的操作的任务的能力。

简单来说，整个过程是这样的：

1. 将 Channel 注册到 Selector 中。
2. 调用 Selector 的 select() 方法，这个方法会阻塞；
3. 到注册在 Selector 中的某个 Channel 有新的 TCP 连接或者可读写事件的话，这个 Channel 就会处于就绪状态，会被 Selector 轮询出来。
4. 然后通过 SelectionKey 可以获取就绪 Channel 的集合，进行后续的 I/O 操作。

NIO 为啥更好？

相比于传统的 BIO 模型来说， NIO 模型的最大改进是：

1. 使用比较少的线程便可以管理多个客户端的连接，提高了并发量并且减少的资源消耗（减少了线程的上下文切换的开销）
2. 在没有 I/O 操作相关的事情的时候，线程可以被安排在其他任务上面，以让线程资源得到充分利用。

使用 NIO 编写代码太难了

一个使用 NIO 编写的 Server 端如下，可以看出还是整体还是比较复杂的，并且代码读起来不是很直观，并且还可能由于 NIO 本身会存在 Bug。

很少使用 NIO，很大情况下也是因为使用 NIO 来创建正确并且安全的应用程序的开发成本和维护成本都比较大。所以，一般情况下我们都会使用 Netty 这个比较成熟的高性能框架来做（Apace Mina 与之类似，但是 Netty 使用的更多一点）。

重要角色 Netty 登场

简单用 3 点概括一下 Netty 吧！

1. Netty 是一个基于 NIO 的 client-server(客户端服务器)框架，使用它可以快速简单地开发网络应用程序。
2. 它极大地简化并简化了 TCP 和 UDP 套接字服务器等网络编程,并且性能以及安全性等很多方面甚至都要更好。
3. 支持多种协议如 FTP，SMTP，HTTP 以及各种二进制和基于文本的传统协议。

用官方的总结就是：Netty 成功地找到了一种在不妥协可维护性和性能的情况下实现易于开发，性能，稳定性和灵活性的方法。

Netty 特点

根据官网的描述，我们可以总结出下面一些特点：

• 统一的 API，支持多种传输类型，阻塞和非阻塞的。
• 简单而强大的线程模型。
• 自带编解码器解决 TCP 粘包/拆包问题。
• 自带各种协议栈。
• 真正的无连接数据包套接字支持。
• 比直接使用 Java 核心 API 有更高的吞吐量、更低的延迟、更低的资源消耗和更少的内存复制。
• 安全性不错，有完整的 SSL/TLS 以及 StartTLS 支持。
• 社区活跃
• 成熟稳定，经历了大型项目的使用和考验，而且很多开源项目都使用到了 Netty 比如我们经常接触的 Dubbo、RocketMQ 等等。
• ......

使用 Netty 能做什么？

这个应该是老铁们最关心的一个问题了，凭借自己的了解，简单说一下，理论上 NIO 可以做的事情 ，使用 Netty 都可以做并且更好。Netty 主要用来做网络通信 :

1. 作为 RPC 框架的网络通信工具 ： 我们在分布式系统中，不同服务节点之间经常需要相互调用，这个时候就需要 RPC 框架了。不同服务指点的通信是如何做的呢？可以使用 Netty 来做。比如我调用另外一个节点的方法的话，至少是要让对方知道我调用的是哪个类中的哪个方法以及相关参数吧！
2. 实现一个自己的 HTTP 服务器 ：通过 Netty 我们可以自己实现一个简单的 HTTP 服务器，这个大家应该不陌生。说到 HTTP 服务器的话，作为 Java 后端开发，我们一般使用 Tomcat 比较多。一个最基本的 HTTP 服务器可要以处理常见的 HTTP Method 的请求，比如 POST 请求、GET 请求等等。
3. 实现一个即时通讯系统 ： 使用 Netty 我们可以实现一个可以聊天类似微信的即时通讯系统，这方面的开源项目还蛮多的，可以自行去 Github 找一找。
4. 消息推送系统 ：市面上有很多消息推送系统都是基于 Netty 来做的。
5. ......

哪些开源项目用到了 Netty？

我们平常经常接触的 Dubbo、RocketMQ、Elasticsearch、gRPC 等等都用到了 Netty。

可以说大量的开源项目都用到了 Netty，所以掌握 Netty 有助于你更好的使用这些开源项目并且让你有能力对其进行二次开发。

实际上还有很多很多优秀的项目用到了 Netty,Netty 官方也做了统计，统计结果在这里：https://netty.io/wiki/related... 。

后记

RPC 框架源码已经开源了,地址：https://github.com/Snailclimb...

大家好，我是 「后端技术进阶」 作者，一个热爱技术的少年。

@[toc]

觉得不错的话，欢迎 star！ღ( ´･ᴗ･` )比心

• Netty 从入门到实战系列文章地址：https://github.com/Snailclimb/netty-practical-tutorial 。
• RPC 框架源码地址：https://github.com/Snailclimb/guide-rpc-framework

老套路，学习某一门技术或者框架的时候，第一步当然是要了解下面这几样东西。

1. 是什么？
2. 有哪些特点？
3. 有哪些应用场景？
4. 有哪些成功使用的案例？
5. .....

为了让你更好地了解 Netty 以及它诞生的原因，先从传统的网络编程说起吧！

还是要从 BIO 说起

传统的阻塞式通信流程

早期的 Java 网络相关的 API(java.net包) 使用 Socket(套接字)进行网络通信，不过只支持阻塞函数使用。

要通过互联网进行通信，至少需要一对套接字：

1. 运行于服务器端的 Server Socket。
2. 运行于客户机端的 Client Socket

Socket 网络通信过程如下图所示：

https://www.javatpoint.com/so...

Socket 网络通信过程简单来说分为下面 4 步：

1. 建立服务端并且监听客户端请求
2. 客户端请求，服务端和客户端建立连接
3. 两端之间可以传递数据
4. 关闭资源

对应到服务端和客户端的话，是下面这样的。

服务器端：

1. 创建 ServerSocket 对象并且绑定地址（ip）和端口号(port)： server.bind(new InetSocketAddress(host, port))
2. 通过 accept()方法监听客户端请求
3. 连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息
4. 通过输出流向客户端发送响应信息
5. 关闭相关资源

客户端：

1. 创建Socket 对象并且连接指定的服务器的地址（ip）和端口号(port)：socket.connect(inetSocketAddress)
2. 连接建立后，通过输出流向服务器端发送请求信息
3. 通过输入流获取服务器响应的信息
4. 关闭相关资源

一个简单的 demo

为了便于理解，我写了一个简单的代码帮助各位小伙伴理解。

服务端：

public class HelloServer {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloServer.class);

    public void start(int port) {
        //1.创建 ServerSocket 对象并且绑定一个端口
        try (ServerSocket server = new ServerSocket(port);) {
            Socket socket;
            //2.通过 accept()方法监听客户端请求， 这个方法会一直阻塞到有一个连接建立
            while ((socket = server.accept()) != null) {
                logger.info("client connected");
                try (ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                     ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream())) {
                   //3.通过输入流读取客户端发送的请求信息
                    Message message = (Message) objectInputStream.readObject();
                    logger.info("server receive message:" + message.getContent());
                    message.setContent("new content");
                    //4.通过输出流向客户端发送响应信息
                    objectOutputStream.writeObject(message);
                    objectOutputStream.flush();
                } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
                    logger.error("occur exception:", e);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            logger.error("occur IOException:", e);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        HelloServer helloServer = new HelloServer();
        helloServer.start(6666);
    }
}

ServerSocket 的 accept（） 方法是阻塞方法，也就是说 ServerSocket 在调用 accept（)等待客户端的连接请求时会阻塞，直到收到客户端发送的连接请求才会继续往下执行代码，因此我们需要要为每个 Socket 连接开启一个线程（可以通过线程池来做）。

上述服务端的代码只是为了演示，并没有考虑多个客户端连接并发的情况。

客户端：

/**
 * @author shuang.kou
 * @createTime 2020年05月11日 16:56:00
 */
public class HelloClient {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloClient.class);

    public Object send(Message message, String host, int port) {
        //1. 创建Socket对象并且指定服务器的地址和端口号
        try (Socket socket = new Socket(host, port)) {
            ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
            //2.通过输出流向服务器端发送请求信息
            objectOutputStream.writeObject(message);
            //3.通过输入流获取服务器响应的信息
            ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
            return objectInputStream.readObject();
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            logger.error("occur exception:", e);
        }
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) {
        HelloClient helloClient = new HelloClient();
        helloClient.send(new Message("content from client"), "127.0.0.1", 6666);
        System.out.println("client receive message:" + message.getContent());
    }
}

发送的消息实体类：

/**
 * @author shuang.kou
 * @createTime 2020年05月11日 17:02:00
 */
@Data
@AllArgsConstructor
public class Message implements Serializable {

    private String content;
}

首先运行服务端，然后再运行客户端，控制台输出如下：

服务端:

[main] INFO github.javaguide.socket.HelloServer - client connected
[main] INFO github.javaguide.socket.HelloServer - server receive message:content from client

客户端：

client receive message:new content

资源消耗严重的问题

很明显，我上面演示的代码片段有一个很严重的问题：只能同时处理一个客户端的连接，如果需要管理多个客户端的话，就需要为我们请求的客户端单独创建一个线程。 如下图所示：

对应的 Java 代码可能是下面这样的：

new Thread(() -> {
   // 创建 socket 连接
}).start();

但是，这样会导致一个很严重的问题：资源浪费。

我们知道线程是很宝贵的资源，如果我们为每一次连接都用一个线程处理的话，就会导致线程越来越好，最好达到了极限之后，就无法再创建线程处理请求了。处理的不好的话，甚至可能直接就宕机掉了。

很多人就会问了：那有没有改进的方法呢？

线程池虽可以改善，但终究未从根本解决问题

当然有！ 比较简单并且实际的改进方法就是使用线程池。线程池还可以让线程的创建和回收成本相对较低，并且我们可以指定线程池的可创建线程的最大数量，这样就不会导致线程创建过多，机器资源被不合理消耗。

ThreadFactory threadFactory = Executors.defaultThreadFactory();
ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 100, 1, TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue<>(100), threadFactory);
threadPool.execute(() -> {
     // 创建 socket 连接
 });

但是，即使你再怎么优化和改变。也改变不了它的底层仍然是同步阻塞的 BIO 模型的事实，因此无法从根本上解决问题。

为了解决上述的问题，Java 1.4 中引入了 NIO ，一种同步非阻塞的 I/O 模型。

再看 NIO

Netty 实际上就基于 Java NIO 技术封装完善之后得到一个高性能框架，熟悉 NIO 的基本概念对于学习和更好地理解 Netty 还是很有必要的！

初识 NIO

NIO 是一种同步非阻塞的 I/O 模型，在 Java 1.4 中引入了 NIO 框架，对应 java.nio 包，提供了 Channel , Selector，Buffer 等抽象。

NIO 中的 N 可以理解为 Non-blocking，已经不在是 New 了（已经出来很长时间了）。

NIO 支持面向缓冲(Buffer)的，基于通道(Channel)的 I/O 操作方法。

NIO 提供了与传统 BIO 模型中的 Socket 和 ServerSocket 相对应的 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 两种不同的套接字通道实现,两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式：

1. 阻塞模式 : 基本不会被使用到。使用起来就像传统的网络编程一样，比较简单，但是性能和可靠性都不好。对于低负载、低并发的应用程序，勉强可以用一下以提升开发速率和更好的维护性
2. 非阻塞模式 ： 与阻塞模式正好相反，非阻塞模式对于高负载、高并发的（网络）应用来说非常友好，但是编程麻烦，这个是大部分人诟病的地方。所以， 也就导致了 Netty 的诞生。

NIO 核心组件解读

NIO 包含下面几个核心的组件：

• Channel
• Buffer
• Selector
• Selection Key

这些组件之间的关系是怎么的呢？

1. NIO 使用 Channel(通道)和 Buffer(缓冲区)传输数据，数据总是从缓冲区写入通道，并从通道读取到缓冲区。在面向流的 I/O 中，可以将数据直接写入或者将数据直接读到 Stream 对象中。在 NIO 库中，所有数据都是通过 Buffer(缓冲区)处理的。 Channel 可以看作是 Netty 的网络操作抽象类，对应于 JDK 底层的 Socket
2. NIO 利用 Selector （选择器）来监视多个通道的对象，如数据到达，连接打开等。因此，单线程可以监视多个通道中的数据。
3. 当我们将 Channel 注册到 Selector 中的时候, 会返回一个 Selection Key 对象, Selection Key 则表示了一个特定的通道对象和一个特定的选择器对象之间的注册关系。通过 Selection Key 我们可以获取哪些 IO 事件已经就绪了，并且可以通过其获取 Channel 并对其进行操作。

Selector（选择器，也可以理解为多路复用器）是 NIO（非阻塞 IO）实现的关键。它使用了事件通知相关的 API 来实现选择已经就绪也就是能够进行 I/O 相关的操作的任务的能力。

简单来说，整个过程是这样的：

1. 将 Channel 注册到 Selector 中。
2. 调用 Selector 的 select() 方法，这个方法会阻塞；
3. 到注册在 Selector 中的某个 Channel 有新的 TCP 连接或者可读写事件的话，这个 Channel 就会处于就绪状态，会被 Selector 轮询出来。
4. 然后通过 SelectionKey 可以获取就绪 Channel 的集合，进行后续的 I/O 操作。

NIO 为啥更好？

相比于传统的 BIO 模型来说， NIO 模型的最大改进是：

1. 使用比较少的线程便可以管理多个客户端的连接，提高了并发量并且减少的资源消耗（减少了线程的上下文切换的开销）
2. 在没有 I/O 操作相关的事情的时候，线程可以被安排在其他任务上面，以让线程资源得到充分利用。

使用 NIO 编写代码太难了

一个使用 NIO 编写的 Server 端如下，可以看出还是整体还是比较复杂的，并且代码读起来不是很直观，并且还可能由于 NIO 本身会存在 Bug。

很少使用 NIO，很大情况下也是因为使用 NIO 来创建正确并且安全的应用程序的开发成本和维护成本都比较大。所以，一般情况下我们都会使用 Netty 这个比较成熟的高性能框架来做（Apace Mina 与之类似，但是 Netty 使用的更多一点）。

重要角色 Netty 登场

简单用 3 点概括一下 Netty 吧！

1. Netty 是一个基于 NIO 的 client-server(客户端服务器)框架，使用它可以快速简单地开发网络应用程序。
2. 它极大地简化并简化了 TCP 和 UDP 套接字服务器等网络编程,并且性能以及安全性等很多方面甚至都要更好。
3. 支持多种协议如 FTP，SMTP，HTTP 以及各种二进制和基于文本的传统协议。

用官方的总结就是：Netty 成功地找到了一种在不妥协可维护性和性能的情况下实现易于开发，性能，稳定性和灵活性的方法。

Netty 特点

根据官网的描述，我们可以总结出下面一些特点：

• 统一的 API，支持多种传输类型，阻塞和非阻塞的。
• 简单而强大的线程模型。
• 自带编解码器解决 TCP 粘包/拆包问题。
• 自带各种协议栈。
• 真正的无连接数据包套接字支持。
• 比直接使用 Java 核心 API 有更高的吞吐量、更低的延迟、更低的资源消耗和更少的内存复制。
• 安全性不错，有完整的 SSL/TLS 以及 StartTLS 支持。
• 社区活跃
• 成熟稳定，经历了大型项目的使用和考验，而且很多开源项目都使用到了 Netty 比如我们经常接触的 Dubbo、RocketMQ 等等。
• ......

使用 Netty 能做什么？

这个应该是老铁们最关心的一个问题了，凭借自己的了解，简单说一下，理论上 NIO 可以做的事情 ，使用 Netty 都可以做并且更好。Netty 主要用来做网络通信 :

1. 作为 RPC 框架的网络通信工具 ： 我们在分布式系统中，不同服务节点之间经常需要相互调用，这个时候就需要 RPC 框架了。不同服务指点的通信是如何做的呢？可以使用 Netty 来做。比如我调用另外一个节点的方法的话，至少是要让对方知道我调用的是哪个类中的哪个方法以及相关参数吧！
2. 实现一个自己的 HTTP 服务器 ：通过 Netty 我们可以自己实现一个简单的 HTTP 服务器，这个大家应该不陌生。说到 HTTP 服务器的话，作为 Java 后端开发，我们一般使用 Tomcat 比较多。一个最基本的 HTTP 服务器可要以处理常见的 HTTP Method 的请求，比如 POST 请求、GET 请求等等。
3. 实现一个即时通讯系统 ： 使用 Netty 我们可以实现一个可以聊天类似微信的即时通讯系统，这方面的开源项目还蛮多的，可以自行去 Github 找一找。
4. 消息推送系统 ：市面上有很多消息推送系统都是基于 Netty 来做的。
5. ......

哪些开源项目用到了 Netty？

我们平常经常接触的 Dubbo、RocketMQ、Elasticsearch、gRPC 等等都用到了 Netty。

可以说大量的开源项目都用到了 Netty，所以掌握 Netty 有助于你更好的使用这些开源项目并且让你有能力对其进行二次开发。

实际上还有很多很多优秀的项目用到了 Netty,Netty 官方也做了统计，统计结果在这里：https://netty.io/wiki/related... 。

后记

RPC 框架源码已经开源了,地址：https://github.com/Snailclimb...

| 好看请赞，养成习惯

• 你有一个思想，我有一个思想，我们交换后，一个人就有两个思想
• If you can NOT explain it simply, you do NOT understand it well enough

横看成岭侧成峰，远近高低各不同，并发编程理论系列基本已经结束，相信大家有了理论的铺垫，近看源码才能发现其设计之美，不会一头雾水

本来是要介绍 AQS 作为我们走进并发编程源码环节的第一步，但 AQS 涉及的知识点也还真有点多，每一个都够单独拿出来说一说，恰巧有朋友私信我“不理解线程的中断机制”，中断机制又恰巧是 AQS API实现的一部分，更贯穿于整个并发编程内容中。于是就打算单独说一说这个小机制，先让大家做到心中有 number

在学习/编写并发程序时，总会听到/看到如下词汇：

• 线程被中断或抛出InterruptedException
• 设置了中断标识
• 清空了中断标识
• 判断线程是否被中断

在 Java Thread 类又提供了长相酷似，让人傻傻分不清的三个方法来处理并发中断问题：

• interrupt()
• interrupted()
• isInterrupted()

看到这我不禁会问自己：

什么是中断机制？

刚刚接触【中断】这个词时，先入为主的概念就是“直接中断/打断”正在做的事，使其停止。我的理解是这样的：

你：在打游戏

女朋友：别打游戏了，赶快过来吃饭

你：听到女朋友招呼之后立马中断手中的游戏乖乖过去吃饭

在多线程编程中，中断是一种【协同】机制，怎么理解这么高大上的词呢？就是女朋友叫你吃饭，你收到了中断游戏通知，但是否马上放下手中的游戏去吃饭看你心情 。在程序中怎样演绎这个心情就看具体的业务逻辑了，Java 的中断机制就是这么简单

如果还没改变这个先入为主的概念，我怀你你没有女朋友, 我们拥抱一下

为什么会有中断机制？

中断是一种协同机制，我觉得就是解决【当局者迷】的状况

现实中，你努力忘我没有昼夜的工作，如果再没有人告知你中断，你身体是吃不消的。

在多线程的场景中，有的线程可能迷失在怪圈无法自拔（自旋浪费资源），这时就可以用其他线程在恰当的时机给它个中断通知，被“中断”的线程可以选择在恰当的时机选择跳出怪圈，最大化的利用资源

那程序中如何中断？怎样识别是否中断？又如何处理中断呢？这就与上文提到的三个方法有关了

interrupt() VS isInterrupted() VS interrupted()

Java 的每个线程对象里都有一个 boolean 类型的标识，代表是否有中断请求，可你寻遍 Thread 类你也不会找到这个标识，因为这是通过底层 native 方法实现的。

interrupt()

interrupt() 方法是 唯一一个 可以将上面提到中断标志设置为 true 的方法，从这里可以看出，这是一个 Thread 类 public 的对象方法，所以可以推断出任何线程对象都可以调用该方法，进一步说明就是可以一个线程 interrupt 其他线程，也可以 interrupt 自己。其中，中断标识的设置是通过 native 方法 interrupt0 完成的

在 Java 中，线程被中断的反应是不一样的，脾气不好的直接就抛出了 InterruptedException() ，

该方法注释上写的很清楚，当线程被阻塞在：

1. wait()
2. join()
3. sleep()

这些方法时，如果被中断，就会抛出 InterruptedException 受检异常（也就是必须要求我们 catch 进行处理的）

熟悉 JUC 的朋友可能知道，其实被中断抛出 InterruptedException 的远远不止这几个方法，比如：

反向推理，这些可能阻塞的方法如果声明有 throws InterruptedException ， 也就暗示我们它们是可中断的

调用 interrput() 方法后，中断标识就被设置为 true 了，那我们怎么利用这个中断标识，来判断某个线程中断标识到底什么状态呢？

isInterrupted()

这个方法名起的非常好，因为比较符合我们 bean boolean 类型字段的 get 方法规范，没错，该方法就是返回中断标识的结果：

• true：线程被中断，
• false：线程没被中断或被清空了中断标识（如何清空我们一会看）

拿到这个标识后，线程就可以判断这个标识来执行后续的逻辑了。有起名好的，也有起名不好的，就是下面这个方法：

interrupted()

按照常规翻译，过去时时态，这就是“被打断了/被打断的”，其实和上面的 isInterrupted() 方法差不多，两个方法都是调用 private 的 isInterrupted() 方法， 唯一差别就是会清空中断标识（这是从方法名中怎么也看不出来的）

因为调用该方法，会返回当前中断标识，同时会清空中断标识，就有了那一段有点让人迷惑的方法注释：

来段程序你就会明白上面注释的意思了：

Thread.currentThread().isInterrupted(); // true
Thread.interrupted() // true，返回true后清空了中断标识将其置为 false
Thread.currentThread().isInterrupted(); // false
Thread.interrupted() // false

这个方法总觉得很奇怪，现实中有什么用呢？

当你可能要被大量中断并且你想确保只处理一次中断时，就可以使用这个方法了

该方法在 JDK 源码中应用也非常多，比如（后续文章会具体分析，这里知道该方法的作用和使用场景就好）：

相信到这里你已经能明确分辨三胞胎都是谁，并发挥怎样的作用了，那么有哪些场景我们可以使用中断机制呢？

中断机制的使用场景

通常，中断的使用场景有以下几个

• 点击某个桌面应用中的关闭按钮时（比如你关闭 IDEA，不保存数据直接中断好吗？）；
• 某个操作超过了一定的执行时间限制需要中止时；
• 多个线程做相同的事情，只要一个线程成功其它线程都可以取消时；
• 一组线程中的一个或多个出现错误导致整组都无法继续时；

因为中断是一种协同机制，提供了更优雅中断方式，也提供了更多的灵活性，所以当遇到如上场景等，我们就可以考虑使用中断机制了

使用中断机制有哪些注意事项

其实使用中断机制无非就是注意上面说的两项内容：

1. 中断标识
2. InterruptedException

前浪已经将其总结为两个通用原则，我们后浪直接站在肩膀上用就可以了，来看一下这两个原则是什么：

原则-1

如果遇到的是可中断的阻塞方法, 并抛出 InterruptedException，可以继续向方法调用栈的上层抛出该异常；如果检测到中断，则可清除中断状态并抛出 InterruptedException，使当前方法也成为一个可中断的方法

原则-2

若有时候不太方便在方法上抛出 InterruptedException，比如要实现的某个接口中的方法签名上没有 throws InterruptedException，这时就可以捕获可中断方法的 InterruptedException 并通过 Thread.currentThread.interrupt() 来重新设置中断状态。

再通过个例子来加深一下理解：

本意是当前线程被中断之后，退出while(true), 你觉得代码有问题吗？（先不要向下看）

Thread th = Thread.currentThread();
while(true) {
  if(th.isInterrupted()) {
    break;
  }
  // 省略业务代码
  try {
    Thread.sleep(100);
  }catch (InterruptedException e){
    e.printStackTrace();
  }
}

打开 Thread.sleep 方法：

sleep 方法抛出 InterruptedException后，中断标识也被清空置为 false，我们在catch 没有通过调用 th.interrupt() 方法再次将中断标识置为 true，这就导致无限循环了

这两个原则很好理解。总的来说，我们应该留意 InterruptedException，当我们捕获到该异常时，绝不可以默默的吞掉它，什么也不做，因为这会导致上层调用栈什么信息也获取不到。其实在编写程序时，捕获的任何受检异常我们都不应该吞掉

JDK 中有哪些使用中断机制的地方呢？

中断机制贯穿整个并发编程中，这里只简单列觉大家经常会使用的，我们可以通过阅读JDK源码来进一步了解中断机制以及学习如何使用中断机制

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor 中的 shutdownNow 方法会遍历线程池中的工作线程并调用线程的 interrupt 方法来中断线程

FutureTask

FutureTask 中的 cancel 方法，如果传入的参数为 true，它将会在正在运行异步任务的线程上调用 interrupt 方法，如果正在执行的异步任务中的代码没有对中断做出响应，那么 cancel 方法中的参数将不会起到什么效果

总结

到这里你应该理解Java 并发编程中断机制的含义了，它是一种协同机制，和你先入为主的概念完全不一样。区分了三个相近方法，说明了使用场景以及使用原则，同时又给出JDK源码一些常见案例，相信你已经胸中有沟壑了，接下来，跟上节奏，我们陆续走进源码吧

灵魂追问

1. 抛出 InterruptedException 后，中断标识就一定被清空吗？
2. 处在死锁状态的线程是否可以被中断呢？
3. 进入临界区的线程能否被中断呢？如果不能有什么办法能响应中断吗？
4. 个人感觉interrupted这个方法名称不是特别好，如果你也觉得不好，让你设计这个地方，你有什么想法？

有朋友可能会问文章开头的图，同时看一个类的不同部分怎么实现的？不等您开口，我就全盘的招了，其实就是屏幕分割（在文件上鼠标右键->选择水平/垂直分割），这样在同时查看某些代码时还是很方便的（带鱼屏垂直分割真是爽翻天），保姆式演示如下：

参考

1. Java 并发编程实战
2. Java并发编程的艺术
3. https://www.infoq.cn/article/...
4. https://coderanch.com/t/23733...
5. https://dzone.com/articles/wa...

日拱一兵 ｜ 原创