netty-basics

[Netty基础]

TCP 基础

• 连接
• 半包/粘包
• KeepAlive

Java NIO

• Channel
• Buffer
• Selector

Reactor 模型

• 单 Reactor
• 主从 Reactor

Netty 结构

• Bootstrap
• EventLoop
• ChannelPipeline
• ByteBuf
• 零拷贝

常见实战

• RPC
• WebSocket
• IM
• 网关

network-layering

[网络分成]

应用层

• HTTP
• WebSocket
• 自定义协议

传输层

• TCP
• UDP

网络层

• IP

链路层

• 以太网

面试常问：

• TCP 的可靠性来自哪些机制（序列号、ACK、重传、滑动窗口、拥塞控制）

tcp-udp

[TCP/UDP 核心差异]

TCP

• 面向连接
• 可靠
• 有序
• 字节流（重点：半包/粘包）

UDP

• 无连接
• 尽力而为
• 报文

bag

[半包/粘包]

根因：TCP 是“字节流”，应用消息边界不是天然存在

解决：

• 定长消息
• 分隔符（换行符等）
• 长度字段（Length-Field Based，最推荐）

java-nio

[Java NIO 必备概念]

Channel

• 连接
• 读写通道

Buffer

• 读写切换（position/limit）

Selector

• 多路复用（一个线程管理多连接 IO）

对比：

• BIO：连接数上来线程数爆炸
• NIO：Selector 事件驱动

reactor

[Reactor 模型（Netty 的核心思想）]

Reactor：负责事件分发

• accept
• read
• write）

Handler：处理事件

• 编解码
• 业务处理

netty-model

单 Reactor

• 单线程简单，但业务耗时会影响 IO

单 Reactor

• 多线程：IO 与业务分离

主从 Reactor

• Boss 处理 accept
• Worker 处理 read/write

Netty 架构要点

[Netty 架构要点]

Bootstrap

• ServerBootstrap：服务端启动器
• Bootstrap：客户端启动器

EventLoop & EventLoopGroup

• EventLoop：事件循环线程（一个 EventLoop 可管理多个 Channel）
• EventLoopGroup：一组 EventLoop

ChannelPipeline & ChannelHandler

• Pipeline：责任链/管道（入站 inbound / 出站 outbound）
• Handler：可复用 @Sharable 需要线程安全

Future/Promise

• Netty 的异步回调模型（对比 JDK Future）

ByteBuf 的优势

• 读写指针分离（readerIndex/writerIndex）
• 池化（PooledByteBufAllocator）减少 GC 压力

零拷贝（概念级）

• CompositeByteBuf：逻辑组合，避免内存拷贝
• FileRegion/sendfile：文件传输减少用户态拷贝

常用案例

[常用案例]

自定义协议：长度字段 + 编解码

RPC：请求响应、超时、连接复用、心跳

WebSocket：握手升级、心跳、广播

源码学习心智模型

[源码学习心智模型]

启动：ServerBootstrap#bind → AbstractBootstrap#doBind

注册：Channel#register → NioEventLoop#register

IO 事件：NioEventLoop#run（select 循环）

读写：AbstractNioByteChannel#read / AbstractChannelHandlerContext#invokeChannelRead

Pipeline：DefaultChannelPipeline

高频面试题

[高频面试题]

Netty 为什么比 BIO 性能好？（线程模型 + 少 GC + 事件驱动）

半包/粘包是什么？LengthFieldBasedFrameDecoder 怎么用？

EventLoop 和线程的关系？一个 Channel 是否会被多个 EventLoop 调度？

Pipeline 的 inbound/outbound 传播顺序是什么？

ByteBuf 为什么要池化？池化会带来什么坑（引用计数泄漏）？