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Netty网络编程第九卷

Netty网络编程第九卷

  • Future 和 Promise
  • 关键流程学习
  • Netty 故障定位技巧
    • 接收不到消息
    • 内存泄漏
    • 性能问题
  • Netty生产级的心跳和重连机制
  • 经典案例分享

本卷不出意外,应该是收尾之卷了,主要再补充一下前面没讲漏掉的知识点


Future 和 Promise

在 Netty 中,所有的 I/O 操作都是异步的,这意味着任何 I/O 调用都会立即返回,而不是像传统 BIO 那样同步等待操作完成。异步操作会带来一个问题:调用者如何获取异步操作的结果?

ChannelFuture 就是为了解决这个问题而专门设计的。下面我们一起看它的原理。

ChannelFuture 有两种状态:uncompleted 和 completed。

当开始一个 I/O 操作时,一个新的 ChannelFuture 被创建,此时它处于 uncompleted 状态——非失败、非成功、非取消,因为 I/O 操作此时还没有完成。

一旦 I/O 操作完成,ChannelFuture 将会被设置成 completed,它的结果有如下三种可能:

  • a. 操作成功;
  • b. 操作失败;
  • c. 操作被取消。

ChannelFuture 的状态迁移图如下所示:

在这里插入图片描述
Promise 是可写的 Future,Future 自身并没有写操作相关的接口,Netty 通过 Promise 对 Future 进行扩展,用于设置 I/O 操作的结果,它的接口定义如下:

在这里插入图片描述


关键流程学习

需要重点掌握 Netty 服务端和客户端的创建,以及创建过程中使用到的核心类库和 API、以及消息的发送和接收、消息的编解码。

Netty 服务端创建流程如下:

在这里插入图片描述
Netty 客户端创建流程如下:

在这里插入图片描述


Netty 故障定位技巧

尽管 Netty 应用广泛,非常成熟,但是由于对 Netty 底层机制不太了解,用户在实际使用中还是会经常遇到各种问题,大部分问题都是业务使用不当导致的。Netty 使用者需要学习 Netty 的故障定位技巧,以便出了问题能够独立、快速的解决。‘

接收不到消息

如果业务的 ChannelHandler 接收不到消息,可能的原因如下:

1)业务的解码 ChannelHandler 存在 BUG,导致消息解码失败,没有投递到后端;
2)业务发送的是畸形或者错误码流(例如长度错误),导致业务解码 ChannelHandler 无法正确解码出业务消息;
3)业务 ChannelHandler 执行了一些耗时或者阻塞操作,导致 Netty 的 NioEventLoop 被挂住,无法读取消息;
4)执行业务 ChannelHandler 的线程池队列积压,导致新接收的消息在排队,没有得到及时处理;
5)对方确实没有发送消息。

定位策略如下:

1)在业务的首个 ChannelHandler 的 channelRead 方法中打断点调试,看是否读取到消息;
2)在 ChannelHandler 中添加 LoggingHandler,打印接口日志;
3)查看 NioEventLoop 线程状态,看是否发生了阻塞;
4)通过 tcpdump 抓包看消息是否发送成功。


内存泄漏

通过 jmap -dump:format=b,file=xx pid 命令 Dump 内存堆栈,然后使用 MemoryAnalyzer 工具对内存占用进行分析,查找内存泄漏点,然后结合代码进行分析,定位内存泄漏的具体原因。

示例如下所示:

在这里插入图片描述


性能问题

如果出现性能问题,首先需要确认是 Netty 问题还是业务问题,通过 jstack 命令或者 jvisualvm 工具打印线程堆栈,按照线程 CPU 使用率进行排序(top -Hp 命令采集),看线程在忙什么。

通常如果采集几次都发现 Netty 的 NIO 线程堆栈停留在 select 操作上,说明 I/O 比较空闲,性能瓶颈不在 Netty,需要继续分析看是否是后端的业务处理线程存在性能瓶颈。

如下图所示:

在这里插入图片描述
如果发现性能瓶颈在网络 I/O 读写上,可以适当调大 NioEventLoopGroup 中的 work I/O 线程数,直到 I/O 处理性能能够满足业务需求。


Netty生产级的心跳和重连机制

这里不展开讲了,推荐先看一下下面这篇文章,然后再去看github上面的Jupiter分布式RPC框架源码

一起学Netty(十四)之 Netty生产级的心跳和重连机制

fengjiachun/Jupiter


经典案例分享

京东到家基于netty与websocket的实践

长连接网关技术专题(一):京东京麦的生产级TCP网关技术实践总结

跟着源码学IM(十):基于Netty,搭建高性能IM集群(含技术思路+源码)

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史上最强Java NIO入门:担心从入门到放弃的,请读这篇!

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