《Netty 权威指南》—— 选择Netty的理由

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在开始本节之前，我先讲一个亲身经历的故事：曾经有两个项目组同时用到了NIO编程技术，一个项目组选择自己开发NIO服务端，直接使用JDK原生的API，结果2个多月过去了，他们的NIO服务端始终无法稳定，问题频出。由于NIO通信是它们的核心组件之一，因此，项目的进度受到了严重的影响，领导对此非常恼火。另一个项目组直接使用Netty作为NIO服务端，业务的定制开发工作量非常小，测试表明，功能和性能都完全达标，项目组几乎没有在NIO服务端上花费额外的时间和精力，项目进展也非常顺利。

这两个项目组的不同遭遇提醒我们：开发出高质量的NIO程序并不是一件简单的事情，除去NIO固有的复杂性和BUG不谈，作为一个NIO服务端需要能够处理网络的闪断、客户端的重复接入、客户端的安全认证、消息的编解码、半包读写等等，如果你没有足够的NIO编程经验积累，一个NIO框架的稳定往往需要半年甚至更长的时间。更为糟糕的是一旦在生产环境中发生问题，往往会导致跨节点的服务调用中断，严重的可能会导致整个集群环境都不可用，需要重启服务器，这种非正常停机会带来巨大的损失。

从可维护性角度看，由于NIO采用了异步非阻塞编程模型，而且是一个IO线程处理多条链路，它的调试和跟踪非常麻烦，特别是生产环境中的问题，我们无法有效调试和跟踪，往往只能靠一些日志来辅助分析，定位难度很大。

2.6.1.不选择JAVA原生NIO编程的原因

在本小节，我们总结下为什么不建议开发者直接使用JDK的NIO类库进行开发的原因：

1)      NIO的类库和API繁杂，使用麻烦，你需要熟练掌握Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer等；

2)      需要具备其它的额外技能做铺垫，例如熟悉Java多线程编程，因为NIO编程涉及到Reactor模式，你必须对多线程和网路编程非常熟悉，才能编写出高质量的NIO程序；

3)      可靠性能力补齐，工作量和难度都非常大。例如客户端面临断连重连、网络闪断、半包读写、失败缓存、网络拥塞和异常码流的处理等等，NIO编程的特点是功能开发相对容易，但是可靠性能力补齐工作量和难度都非常大；

4)      JDK NIO的BUG，例如臭名昭著的epoll bug，它会导致Selector空轮询，最终导致CPU 100%。官方声称在JDK1.6版本的update18修复了该问题，但是直到JDK1.7版本该问题仍旧存在，只不过该bug发生概率降低了一些而已，它并没有被根本解决。该BUG以及与该BUG相关的问题单如下：

http://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=6403933

http://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=2147719

异常堆栈如下：

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(MemcachedConnection.java:217)
        at net.spy.memcached.MemcachedConnection.run(MemcachedConnection.java:836)

由于上述原因，在大多数场景下，我不建议大家直接使用JDK的NIO类库，除非你精通NIO编程或者有特殊的需求，在绝大多数的业务场景中，我们可以使用NIO框架Netty来进行NIO编程，它既可以作为客户端也可以作为服务端，同时支持UDP和异步文件传输，功能非常强大。

下个小节我们就看看为什么选择Netty作为基础通信框架。

2.6.2.为什么选择Netty

Netty是业界最流行的NIO框架之一，它的健壮性、功能、性能、可定制性和可扩展性在同类框架中都是首屈一指的，它已经得到成百上千的商用项目验证，例如Hadoop的RPC框架avro使用Netty作为底层通信框架。很多其它业界主流的RPC框架，也使用Netty来构建高性能的异步通信能力。

通过对Netty的分析，我们将它的优点总结如下：

1)      API使用简单，开发门槛低；

2)      功能强大，预置了多种编解码功能，支持多种主流协议；

3)      定制能力强，可以通过ChannelHandler对通信框架进行灵活的扩展；

4)      性能高，通过与其它业界主流的NIO框架对比，Netty的综合性能最优；

5)      成熟、稳定，Netty修复了已经发现的所有JDK NIO BUG，业务开发人员不需要再为NIO的BUG而烦恼；

6)      社区活跃，版本迭代周期短，发现的BUG可以被及时修复，同时，更多的新功能会被加入；

7)      经历了大规模的商业应用考验，质量已经得到验证。在互联网、大数据、网络游戏、企业应用、电信软件等众多行业得到成功商用，证明了它可以完全满足不同行业的商业应用。

正是因为这些优点，Netty逐渐成为Java NIO编程的首选框架。

2.7 .总结

本章通过一个简单的demo开发-时间服务器程序，让大家熟悉传统的同步阻塞IO、伪异步IO、非阻塞IO（NIO）和异步IO（AIO）的编程和使用差异。然后对比了各自的优缺点，给出了使用建议。

最后，我们详细介绍了为什么不建议读者朋友们直接使用JDK的NIO原生类库进行异步IO的开发，同时对Netty的优点进行分析和总结，给出使用Netty进行NIO开发的理由。

相信学完本章之后，大家对Java的网络编程已经有了初步的认识，从下一个章节开始，我们正式进入Netty的世界，学习和掌握基于Netty的网络开发。