為什麼選擇Netty作為基礎通訊框架
在開始之前,我先講一個親身經歷的故事:曾經有兩個專案組同時用到了NIO程式設計技術,一個專案組選擇自己開發NIO服務端,直接使用JDK原生的API,結果兩個多月過去了,他們的NIO服務端始終無法穩定,問題頻出。由於NIO通訊是它們的核心元件之一,因此專案的進度受到了嚴重的影響。另一個專案組直接使用Netty作為NIO服務端,業務的定製開發工作量非常小,測試表明,功能和效能都完全達標,專案組幾乎沒有在NIO服務端上花費額外的時間和精力,專案進展也非常順利。
這兩個專案組的不同遭遇告訴我們:開發出高質量的NIO程式並不是一件簡單的事情,除去NIO固有的複雜性和BUG不談,作為一個NIO服務端,需要能夠處理網路的閃斷、客戶端的重複接入、客戶端的安全認證、訊息的編解碼、半包讀寫等情況,如果你沒有足夠的NIO
從可維護性角度看,由於NIO採用了非同步非阻塞程式設計模型,而且是一個I/O執行緒處理多條鏈路,它的除錯和跟蹤非常麻煩,特別是生產環境中的問題,我們無法進行有效的除錯和跟蹤,往往只能靠一些日誌來輔助分析,定位難度很大。
1 不選擇Java原生NIO程式設計的原因
現在我們總結一下為什麼不建議開發者直接使用JDK的NIO類庫進行開發,具體原因如下。
(1)NIO的類庫和API繁雜,使用麻煩,你需要熟練掌握Selector
(2)需要具備其他的額外技能做鋪墊,例如熟悉Java多執行緒程式設計。這是因為NIO程式設計涉及到Reactor模式,你必須對多執行緒和網路程式設計非常熟悉,才能編寫出高質量的NIO程式。
(3)可靠效能力補齊,工作量和難度都非常大。例如客戶端面臨斷連重連、網路閃斷、半包讀寫、失敗快取、網路擁塞和異常碼流的處理等問題,NIO程式設計的特點是功能開發相對容易,但是可靠效能力補齊的工作量和難度都非常大。
(4)JDK NIO的BUG,例如臭名昭著的epoll bug,它會導致Selector空輪詢,最終導致CPU 100%
◎ http://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=6403933
◎ http://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=2147719
異常堆疊如下。
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at sun.nio.ch.EPollArrayWrapper.epollWait(Native Method)
at sun.nio.ch.EPollArrayWrapper.poll(EPollArrayWrapper.java:210)
at sun.nio.ch.EPollSelectorImpl.doSelect(EPollSelectorImpl.java:65)
at sun.nio.ch.SelectorImpl.lockAndDoSelect(SelectorImpl.java:69)
- locked <0x0000000750928190> (a sun.nio.ch.Util$2)
- locked <0x00000007509281a8> (a java.util.Collections$ UnmodifiableSet)
- locked <0x0000000750946098> (a sun.nio.ch.EPollSelectorImpl)
at sun.nio.ch.SelectorImpl.select(SelectorImpl.java:80)
at net.spy.memcached.MemcachedConnection.handleIO(Memcached Connection.java:217)
at net.spy.memcached.MemcachedConnection.run(MemcachedConnection. java:836)
由於上述原因,在大多數場景下,不建議大家直接使用JDK的NIO類庫,除非你精通NIO程式設計或者有特殊的需求。在絕大多數的業務場景中,我們可以使用NIO框架Netty來進行NIO程式設計,它既可以作為客戶端也可以作為服務端,同時支援UDP和非同步檔案傳輸,功能非常強大。
下個小節我們就看看為什麼選擇Netty作為基礎通訊框架。
2 為什麼選擇Netty
Netty是業界最流行的NIO框架之一,它的健壯性、功能、效能、可定製性和可擴充套件性在同類框架中都是首屈一指的,它已經得到成百上千的商用專案驗證,例如Hadoop的RPC框架Avro就使用了Netty作為底層通訊框架,其他還有業界主流的RPC框架,也使用Netty來構建高效能的非同步通訊能力。
通過對Netty的分析,我們將它的優點總結如下。
◎ API使用簡單,開發門檻低;
◎ 功能強大,預置了多種編解碼功能,支援多種主流協議;
◎ 定製能力強,可以通過ChannelHandler對通訊框架進行靈活地擴充套件;
◎ 效能高,通過與其他業界主流的NIO框架對比,Netty的綜合性能最優;
◎ 成熟、穩定,Netty修復了已經發現的所有JDK NIO BUG,業務開發人員不需要再為NIO的BUG而煩惱;
◎ 社群活躍,版本迭代週期短,發現的BUG可以被及時修復,同時,更多的新功能會加入;
◎ 經歷了大規模的商業應用考驗,質量得到驗證。Netty在網際網路、大資料、網路遊戲、企業應用、電信軟體等眾多行業已經得到了成功商用,證明它已經完全能夠滿足不同行業的商業應用了。
正是因為這些優點,Netty逐漸成為了Java NIO程式設計的首選框架。