Netty（DotNetty）原理解析
一、背景介绍
DotNetty是微软的Azure团队，使用C#实现的Netty的版本发布。不但使用了C#和.Net平台的技术特点，并且保留了Netty原来绝大部分的编程接口。让我们在使用时，完全可以依照Netty官方的教程来学习和使用DotNetty应用程序。
Netty 是一个异步事件驱动的网络应用程序框架，用于快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端。
二、NIO
他并不是 Java 独有的概念，NIO代表的一个词汇叫着IO多路复用。它是由操作系统提供的系统调用，早期这个操作系统调用的名字是select，但是性能低下，后来渐渐演化成了 Linux 下的epoll和Mac里的kqueue。我们一般就说是epoll，因为没有人拿苹果电脑作为服务器使用对外提供服务。而Netty就是基于Java NIO技术封装的一套框架。为什么要封装，因为原生的Java NIO使用起来没那么方便，而且还有臭名昭著的bug，Netty把它封装之后，提供了一个易于操作的使用模式和接口，用户使用起来也就便捷多了。
说NIO之前先说一下BIO（Blocking IO）,如何理解这个Blocking呢？
- 客户端监听（Listen）时，Accept是阻塞的，只有新连接来了，Accept才会返回，主线程才能继
- 读写socket时，Read是阻塞的，只有请求消息来了，Read才能返回，子线程才能继续处理
- 读写socket时，Write是阻塞的，只有客户端把消息收了，Write才能返回，子线程才能继续读取下一个请求
传统的BIO模式下，从头到尾的所有线程都是阻塞的，这些线程就干等着，占用系统的资源，什么事也不干。
Netty 的非阻塞 I/O 的实现关键是基于 I/O 复用模型，这里用 Selector 对象表示：
Netty 的 IO 线程 NioEventLoop 由于聚合了多路复用器 Selector，可以同时并发处理成百上千个客户端连接。
当线程从某客户端 Socket 通道进行读写数据时，若没有数据可用时，该线程可以进行其他任务。
线程通常将非阻塞 IO 的空闲时间用于在其他通道上执行 IO 操作，所以单独的线程可以管理多个输入和输出通道。
由于读写操作都是非阻塞的，这就可以充分提升 IO 线程的运行效率，避免由于频繁 I/O 阻塞导致的线程挂起。
一个 I/O 线程可以并发处理 N 个客户端连接和读写操作，这从根本上解决了传统同步阻塞 I/O 一连接一线程模型，架构的性能、弹性伸缩能力和可靠性都得到了极大的提升。
基于Buffer
传统的 I/O 是面向字节流或字符流的，以流式的方式顺序地从一个 Stream 中读取一个或多个字节, 因此也就不能随意改变读取指针的位置。
在 NIO 中，抛弃了传统的 I/O 流，而是引入了 Channel 和 Buffer 的概念。在 NIO 中，只能从 Channel 中读取数据到 Buffer 中或将数据从 Buffer 中写入到 Channel。
基于 Buffer 操作不像传统 IO 的顺序操作，NIO 中可以随意地读取任意位置的数据。
事件驱动模型
通常，我们设计一个事件处理模型的程序有两种思路：
- 1.轮询方式，线程不断轮询访问相关事件发生源有没有发生事件，有发生事件就调用事件处理逻辑。
- 2.事件驱动方式，发生事件，主线程把事件放入事件队列，在另外线程不断循环消费事件列表中的事件，调用事件对应的处理逻辑处理事件。事件驱动方式也被称为消息通知方式，其实是设计模式中观察者模式的思路。
事件机制，它可以用一个线程把Accept，读写操作，请求处理的逻辑全干了。如果什么事都没得做，它也不会死循环，它会将线程休眠起来，直到下一个事件来了再继续干活，这样的一个线程称之为NIO线程。用伪代码表示：
while true {
events = takeEvents(fds) // 获取事件，如果没有事件，线程就休眠
for event in events {
if event.isAcceptable {
doAccept() // 新链接来了
} elif event.isReadable {
request = doRead() // 读消息
if request.isComplete() {
doProcess()
}
} elif event.isWriteable {
doWrite() // 写消息
}
}
}复制代码
Reactor线程模型
Reactor单线程模型
一个NIO线程+一个accept线程：
Reactor多线程模型
Reactor主从模型
、
Netty可以基于如上三种模型进行灵活的配置。
总结
Netty是建立在NIO基础之上，Netty在NIO之上又提供了更高层次的抽象。
在Netty里面，Accept连接可以使用单独的线程池去处理，读写操作又是另外的线程池来处理。
Accept连接和读写操作也可以使用同一个线程池来进行处理。而请求处理逻辑既可以使用单独的线程池进行处理，也可以跟放在读写线程一块处理。线程池中的每一个线程都是NIO线程。用户可以根据实际情况进行组装，构造出满足系统需求的高性能并发模型。
DotNetty是微软的Azure团队，使用C#实现的Netty的版本发布。不但使用了C#和.Net平台的技术特点，并且保留了Netty原来绝大部分的编程接口。让我们在使用时，完全可以依照Netty官方的教程来学习和使用DotNetty应用程序。