前言
Netty將Java NIO接口封裝，提供了全異步編程方式，是各大Java項目的網絡應用開發必備神器。
在本文中，將Netty學習者諮詢的相關問題，進行了歸納和總結，以問題案例做牽引，通過對案例進行剖析，講解問題背後的原理，並結合Netty源碼分析，讓讀者能夠真正掌握Netty，在實際工作中少犯錯。
本文中的案例涵蓋了Netty 的啓動和停止、內存、併發多線程、性能、可靠性、安全等方面，囊括了Netty絕大多數常用的功能及容易讓人犯錯的地方。在案例的分析過程中，還穿插講解了Netty的問題定位思路、方法、技巧，以及解決問題使用的相關工具，對讀者在實際工作中用好Netty具有很大的幫助和啓發作用。
本文將從前言、目錄、主要內容包括的章節、專家推薦和適合本文讀者四部分內容給大家進行介紹，希望大家能仔細閱讀，理解其中的真諦，真真正正的掌握Netty這門技術，希望大家能夠喜歡！！
目錄
主要內容
第1章Netty服務端意外退出案例
本章通過兩個簡單的案例分析，引出了信號量、Java Daemon 線程及Netty 優雅退出相關知識。在實際項目中，知識往往是交叉在一起的，要想熟練掌握Netty服務端的啓動和退出，編寫更優雅和健壯的代碼，需要重點掌握如下幾個知識點:
(1)操作系統的信號量和JavaDeamon線程工作機制。
(2) Netty 的NioEventLoop線程工作原理。
(3) Netty 優雅退出相關的幾個核心類庫。
第2章Netty客戶端連接池資源泄漏案例
本章分析了一個生產環境Netty客戶端連接池資源泄漏案例，詳細講解了Netty 客戶端創建的流程和工作原理，以及在實際項目中如何正確地實現連接池，避免發生併發安全和資源不當釋放等問題。
第3章Netty內存池泄漏疑雲案例
Netty內存池是一把雙刃劍，使用得當會在很大程度上提升系統的性能，但是誤用則會帶來內存泄漏問題。從表面上看，只要遵循主動申請和釋放原則即可，但是由於內存的申請和釋放可能由Netty框架隱性完成，增加了內存管理的複雜性。
通過學習Netty 收發消息的ByteBuf 申請和釋放機制，可以避免在項目中因誤用ByteBuf而發生內存泄漏。在熟悉了ByteBuf的申請和釋放機制後，通過對Netty內存池工作原理和關鍵源碼的分析，讀者可以更好地掌握Netty內存池的使用方法。
第4章ByteBuf故障排查案例
ByteBuf的申請和釋放可能會跨Netty 的NioEventLoop 和業務線程，跨線程操作ByteBuf時一定要謹慎，防止發生併發安全和非法引用問題。另外，由於ByteBuf 的實現類非常多，不同的實現功能特性存在差異，用戶在使用時一定要認真閱讀API Doc 說明，必要時要看源碼，防止誤用導致出現功能和性能問題。
第5章Netty發送隊列積壓導致內存泄漏案例
本章通過發送隊列積壓案例，對Netty的消息發送原理和源碼進行了深入講解，熟悉了Netty 的發送隊列工作機制、高低水位機制等，就可以在實際項目中更好地利用這些功能，提升基於Netty構建的通信框架的可靠性。
第6章API網關高併發壓測性能波動案例
對於高併發接入的API網關類產品，需要謹慎處理消息的內存申請和釋放，減少不必要的申請(例如透傳類場景)，同時要防止內存空間的浪費。借鑑Netty請求消息讀取的內存申請策略和動態擴容機制，並用在實際項目中，可以得到較大的性能提升。
第7章Netty ChannelHandler併發安全案例
ChannelHandler是用戶最常用的接口，掌握了ChannelHandler 及ChannelPipeline 工作原理，就清楚了什麼時候該使用共享的ChannelHandler,什麼時候該對ChannelHandler做併發保護。無論缺少保護還是過度保護，都會給業務帶來副作用，甚至嚴重的功能或性能問題，因此ChannelHandler的併發安全性是非常重要的。
第8章車聯網服務端接收不到車載終端消息案例
當Netty服務端接收不到消息時，首先需要檢查是客戶端沒有發送到服務端，還是服務端沒有讀取消息。導致服務端無法讀取消息的原因有很多，常見的包括GC導致的應用線程暫停、服務端的NioEventLoop線程被意外阻塞等。通過網絡I/O線程和業務邏輯線程分離，可以實現雙方的並行處理，提升系統的可靠性。對於用戶而言，在編寫代碼時，始終需要考慮NioEventLoop線程是否會被業務代碼阻塞，只有消除所有可能導致的阻塞點，才能保證程序穩定運行。
第9章Netty 3.X版本升級案例
就Netty而言，掌握線程模型的重要性不亞於熟練使用它的API和功能。很多時候業務遇到的功能、性能等問題,都是由於缺乏對Netty線程模型和原理的理解導致的。對Netty的版本升級需要從功能、兼容性和性能等多個角度進行綜合考慮，切不可只盯着API和功能變更這個“芝麻”，而丟掉了線程模型和性能這個“西瓜”。API的變更會導致編譯錯誤，但是性能下降卻隱藏於無形之中，稍不留意就會中招。對於強調快速交付和敏捷開發的互聯網類應用，升級的時候尤其要小心，不能功能調通後簡單驗證就匆忙，上線。
第10章Netty併發失效導致性能下降案例
Netty框架本身實現了高性能的網絡讀寫操作，但是後端業務邏輯執行卻是影響性能的關鍵要素，如果直接將複雜的業務邏輯操作放在I/O線程中完成，一些同步阻塞操作可能會導致I/O線程被阻塞。當把業務邏輯單獨拆分到業務線程池中進行處理，與I/0線程隔離時，不同的業務線程模型對性能的影響也非常大。Netty 提供了默認的並行調度ChannelHandler的能力，但是如果使用不當，也會帶來性能問題。對於業務自定義實現的線程池，如果追求更高的性能，就需要在消除或者減輕鎖競爭上下工夫，線程綁定技術是一個不錯的選擇，但是也需要根據業務實際場景來實現，例如TCP長連接就可以使用Channelld做Key,如果是短連接，客戶端的端口是隨機變化的，則不適合使用Channelld。
第11章loT百萬長連接性能調優案例
除了通過操作系統內核參數、Netty框架和JVM調優來提升單節點處理性能，還可以通過分佈式集羣的方式提升整個服務端的處理能力，把性能的壓力分散到各個節點上。除了可以降低單個節點的風險，也可以利用雲平臺的彈性伸縮實現服務端的快速擴容，以應對突發的流量洪峯。如果每個節點負擔過重，一旦某個節點宕機，流量會瞬間轉移到其他節點，導致其他節點超負荷運行，系統的可靠性降低。通過“分佈式+彈性伸縮”構建可平滑擴容的IoT服務端，是未來的一.種主流模式。
第12章靜態檢查修改不當引|起性能下降案例
靜態檢查本來是爲了提升代碼質量，但是由於盲目按照工具的建議做修改，對業務運行態的關鍵代碼路徑及上下文場景都不清楚，最終導致了嚴重的性能問題。由於Netty通常被用於高性能的通信框架，所以任何涉及性能的修改一定要謹慎，修改之後需要結合業務場景做相應的性能測試，以驗證修改是否合理。
第13章Netty性能統計誤區案例
當我們對服務調用時延進行精細化分析時，需要把Netty通信框架底層的處理耗時數據也採集並進行分析，由於Netty的I/O操作都是異步的，因此不能像傳統同步調用那樣做性能數據統計，需要註冊性能統計監聽器，在異步回調中完成計數。另外，Netty 的1/0線程池、消息發送隊列等實現比較特殊，與傳統的Tomcat等框架實現策略不同，因此Netty的關鍵性能數據採集不能照搬JDK和Tomcat的做法。
第14章gRPC的Netty HTTP/2實踐案例
Netty 4.1 提供了完整的HTTP/2協議棧，用戶可以基於Netty 4.1 框架快速開發支持HTTP/2的服務端應用。通過學習Netty HTTP/2協議棧在gRPC中的應用，可以掌握HTTP/2客戶端和服務端的創建、HTTP/2消息的收發及序列化和反序列化等功能，學習和借鑑gRPC HTTP/2處理的優點，可以在實際項目中少走很多彎路。
第15章Netty事件觸發策略使用不當案例
在通常情況下，在做功能測試或者併發壓力不大時，HTTP請求消息可以一次性接收完成，此時ChannelHandler的channelReadComplete方法會被調用一次，但是當一個整包消息經過多次讀取才能完成解碼時，channelReadComplete方法就會被調用多次。如果業務的功能正確性依賴channelReadComplete方法的調用次數，當客戶端併發壓力大或者採用chunked 編碼時，功能就會出錯。因此，需要熟悉和掌握Netty 的事件觸發機制及ChannelHandler的調用策略，這樣才能防止在生產環境中“踩坑”。
第16章Netty流量整形應用案例
流量整形與流控的最大區別在於，流控會拒絕消息，流量整形不拒絕和丟棄消息，無論接收量多大，它總能以近似恆定的速度下發消息，跟變壓器的原理和功能類似。
第17章Netty SSL應用案例
當存在跨網絡邊界的RPC調用時，往往需要通過TLS/SSL對傳輸通道進行加密，以防止請求和響應消息中的敏感數據泄露。通過Netty提供的SslHandler可以方便地實現單向和雙向認證，對於有較高性能訴求的場景，可以使用OpenSSL引擎來提升SSL/TLS的通信性能。
第18章Netty HTTPS服務端高併發宕機案例
隨着信息安全和個人隱私數據保護的加強，越來越多的RPC框架開始支持SSL/TLS傳輸通道加密，表面上增加數據加解密功能只對系統的性能有一些影響，但實際上系統的可靠性也會面臨比較大的挑戰，特別是高併發、低時延類的業務，一.旦發生批量服務調用超時，就會導致大量的SSL鏈路重建，在業務高峯期，如果服務端可靠性設計欠缺，很有可能宕機，導致業務中斷。
針對HTTPS服務的優化，除了功能上加強可靠性設計，更需要從架構層面做系統性的優化，借鑑gRPC的設計理念，基於HTTP/2構建異步流式RPC調用是個不錯的選擇。
第19章MQTT服務接入超時案例
可靠性設計的關鍵在於對非預期異常場景的保護，應用層協議棧會考慮應用協議異常時通信雙方應該怎麼正確處理異常，但是對於那些不遵循協議規範實現的客戶端，協議規範是無法強制約束對方的，特別是在物聯網應用中，面對各種廠家的不同終端設備接入，服務端需要應對各種異常。只有可靠性做得足夠好，MQTT服務才能更從容地應對海量設備的接入。
第20章Netty實踐總結
在實際項目中僅僅會用Netty是遠遠不夠的，由於Netty承擔了RPC調用工作，一旦發生問題會導致RPC或者微服務調用失敗，由此引起的業務中斷後果很嚴重。除了實踐，需要熟練掌握Netty的核心類庫和關鍵調度流程，這樣才能得心應手地解決各種問題。
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專家推薦和適合本文讀者
本文適合架構師、設計師、開發工程師、測試工程師，以及對Java NIO框架、Netty感興趣的其他相關人士閱讀。
希望大家能夠仔細揣摩本文的所有內容，爭取都能夠完全掌握甚至精通，這樣子不至於在今後的社會中處於劣勢狀態，永遠走在前面，也希望大家能夠推陳出新，形成自己的一套知識框架。
大家加油努力學習吧！！