前言
最近在看ES源码，Netty贯穿在整个ES之中，想要看懂和更好的理解ES源码，必须首先对Netty有一定的认识和了解，所以简单总结了Netty的一些基本架构和认知， 后续再总结更加深入的Netty知识。
什么是Netty，为什么使用Netty
Netty是一个高性能、异步事件驱动的NIO框架，它提供了对TCP、UDP和文件传输的支持。
作为一个异步NIO框架，Netty的所有IO操作都是异步非阻塞的，通过Future-Listener机制，用户可以方便的主动获取或者通过通知机制获得IO操作结果。
作为当前最流行的NIO框架，Netty在互联网领域、大数据分布式计算领域、游戏行业、通信行业等获得了广泛的应用，一些业界著名的开源组件也基于Netty的NIO框架构建。
像大型公司 Facebook 和 Instagram 以及流行 开源项目如 Infinispan, HornetQ，Vert.x， Apache Cassandra 和 Elasticsearch 等，都利用其强大的对于网络抽象的核心代码。
Netty受欢迎的原因主要有：
- 并发高
- 传输快
- 封装好
Netty为什么并发高
Netty是一款基于NIO（Nonblocking I/O，非阻塞IO）开发的网络通信框架，对比于BIO（Blocking I/O，阻塞IO），他的并发性能得到了很大提高，两张图让你了解BIO和NIO的区别：
从这两图可以看出，NIO的单线程能处理连接的数量比BIO要高出很多，而为什么单线程能处理更多的连接呢？原因就是图二中出现的Selector。
当一个连接建立之后，他有两个步骤要做，第一步是接收完客户端发过来的全部数据，第二步是服务端处理完请求业务之后返回response给客户端。
NIO和BIO的区别主要是在第一步。
在BIO中，等待客户端发数据这个过程是阻塞的，这样就造成了一个线程只能处理一个请求的情况，而机器能支持的最大线程数是有限的，这就是为什么BIO不能支持高并发的原因。
而NIO中，当一个Socket建立好之后，Thread并不会阻塞去接受这个Socket，而是将这个请求交给Selector，Selector会不断的去遍历所有的Socket，一旦有一个Socket建立完成，他会通知Thread，然后Thread处理完数据再返回给客户端——这个过程是阻塞的，这样就能让一个Thread处理更多的请求了。
下面两张图是基于BIO的处理流程和netty的处理流程，辅助你理解两种方式的差别：
Netty为什么传输快
Netty的传输快其实也是依赖了NIO的一个特性——零拷贝。
我们知道，Java的内存有堆内存、栈内存和字符串常量池等等，其中堆内存是占用内存空间最大的一块，也是Java对象存放的地方，一般我们的数据如果需要从IO读取到堆内存，中间需要经过Socket缓冲区，也就是说一个数据会被拷贝两次才能到达他的的终点，如果数据量大，就会造成不必要的资源浪费。
Netty针对这种情况，使用了NIO中的另一大特性——零拷贝，当他需要接收数据的时候，他会在堆内存之外开辟一块内存，数据就直接从IO读到了那块内存中去，在netty里面通过ByteBuf可以直接对这些数据进行直接操作，从而加快了传输速度。
下两图就介绍了两种拷贝方式的区别：
上文介绍的ByteBuf是Netty的一个重要概念，他是netty数据处理的容器，也是Netty封装好的一个重要体现。
Netty为什么封装好
要说Netty为什么封装好，这种用文字是说不清的，直接上代码：
阻塞I/O：
public class PlainOioServer {
public void serve(int port) throws IOException {
final ServerSocket socket = new ServerSocket(port); //1
try {
for (;;) {
final Socket clientSocket = socket.accept();
System.out.println("Accepted connection from " + clientSocket);
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
OutputStream out;
try {
out = clientSocket.getOutputStream();
out.write("Hi!\r\n".getBytes(Charset.forName("UTF-8")));
out.flush();
clientSocket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
try {
clientSocket.close();
} catch (IOException ex) {
// ignore on close
}
}
}
}).start();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Netty：
public class NettyOioServer {
public void server(int port) throws Exception {
final ByteBuf buf = Unpooled.unreleasableBuffer(
Unpooled.copiedBuffer("Hi!\r\n", Charset.forName("UTF-8")));
EventLoopGroup group = new OioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(group)
.channel(OioServerSocketChannel.class)
.localAddress(new InetSocketAddress(port))
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch)
throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() {
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
ctx.writeAndFlush(buf.duplicate()).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
}
});
}
});
ChannelFuture f = b.bind().sync();
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
group.shutdownGracefully().sync();
}
}
}
从代码量上来看，Netty就已经秒杀传统Socket编程了，但是这一部分博大精深，仅仅贴几个代码岂能说明问题，在这里给大家介绍一下Netty的一些重要概念，让大家更理解Netty。
Channel：
数据传输流，与channel相关的概念有以下四个，上一张图让你了解netty里面的Channel：
Channel，表示一个连接，可以理解为每一个请求，就是一个Channel。
ChannelHandler，核心处理业务就在这里，用于处理业务请求。
ChannelHandlerContext，用于传输业务数据。
ChannelPipeline，用于保存处理过程需要用到的ChannelHandler和ChannelHandlerContext。
ByteBuf：
ByteBuf是一个存储字节的容器，最大特点就是使用方便，它既有自己的读索引和写索引，方便你对整段字节缓存进行读写，也支持get/set，方便你对其中每一个字节进行读写，他的数据结构如下图所示：
他有三种使用模式：
Heap Buffer 堆缓冲区
堆缓冲区是ByteBuf最常用的模式，他将数据存储在堆空间。
Direct Buffer 直接缓冲区
直接缓冲区是ByteBuf的另外一种常用模式，他的内存分配都不发生在堆，jdk1.4引入的nio的ByteBuffer类允许jvm通过本地方法调用分配内存，这样做有两个好处
- 通过免去中间交换的内存拷贝, 提升IO处理速度; 直接缓冲区的内容可以驻留在垃圾回收扫描的堆区以外。
- DirectBuffer 在 -XX:MaxDirectMemorySize=xxM大小限制下， 使用 Heap 之外的内存,，GC对此”无能为力”，也就意味着规避了在高负载下频繁的GC过程对应用线程的中断影响。
Composite Buffer 复合缓冲区
复合缓冲区相当于多个不同ByteBuf的视图，这是netty提供的，jdk不提供这样的功能。
参考文档：
https://www.jianshu.com/p/b9f3f6a16911
https://blog.csdn.net/a953713428/article/details/65629552
https://www.kancloud.cn/kancloud/essential-netty-in-action/52617