【面试】netty面试题总结-程序员宅基地

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什么是Reactor线程模型?

一种事件驱动处理模型,类似于多路复用IO模型,包括三种角色:Reactor、Acceptor和Handler。Reactor用来监听事件,包括:连接建立、读就绪、写就绪等。然后针对监听到的不同事件,将它们分发给对应的线程去处理。其中acceptor处理客户端建立的连接,handler对读写事件进行业务处理。

Reactor线程模型消息处理的流程?

  • Reactor线程通过多路复用器监控IO事件。
  • 如果是连接建立的事件,则由acceptor线程来接受连接,并创建handler来处理之后该连接上的读写事件。
  • 如果是读写事件,则Reactor会调用该连接上的handler进行业务处理。

Reactor线程模型的三种模式?

单Reactor单线程模式

仅由一个线程来进行事件监控和事件处理,即整个消息处理流程都在一个线程中完成。

单Reactor多线程模式

对于连接上的读写事件,会使用线程池中的线程来执行该连接上的handler操作,即对读写事件的处理不会阻塞Reactor线程。

主从Reactor多线程模式

在单Reactor多线程模式的基础上,使用两个Reactor线程分别对建立连接事件和读写事件进行监听,每个Reactor线程拥有一个多路复用器。当主Reactor线程监听到连接建立事件后,创建SocketChannel,然后将SocketChannel注册到子Reactor线程的多路复用器中,使子Reactor线程监听连接的读写事件。

讲一下Netty线程模型

netty线程模型采用的是主从线程模型,不过进行了改进。netty中定义了两个线程池:bossGroup和workerGroup(EventLoopGroup,有一个属性children为NioEventLoop[])。线程池中的所有线程(NioEventLoop)都包含一个多路复用器(selector)。bossGroup中的线程用来监听连接建立(accept)的事件,workerGroup中的线程用来监听通道上的读写(read、write)事件。

当boss线程监听到accept事件,接受连接并创建channel,然后将channel注册到一个worker线程中。worker线程不断的监听channel上的读写事件,当有事件发生时,会调用channel上的ChannelHandler进行处理。

什么是Netty的零拷贝?

零拷贝(Zero-copy)及其应用详解 - 简书

  • Netty可以在堆外创建一个直接缓冲区(ByteBuf),当进行IO写时,将数据放在直接缓冲区,可以避免频繁将数据从堆中复制到直接内存中。
  • 通过CompositeByteBuf 可以将多个ByteBuf合并成一个逻辑上的ByteBuf,避免了对每个ByteBuf的拷贝。
ByteBuf header = ...
ByteBuf body = ...
CompositeByteBuf compositeByteBuf = Unpooled.compositeBuffer();
compositeByteBuf.addComponents(true, header, body);

    private final List<Component> components;
    private static final class Component {
        final ByteBuf buf;
        final int length;
        int offset;
        int endOffset;

        Component(ByteBuf buf) {
            this.buf = buf;
            length = buf.readableBytes();
        }
        ......
    }
  • 通过Unpooled工具类的wrappedBuffer(bytes)可以将一个byte[]转换成ByteBuf,避免了拷贝;通过Unpooled.slice()可以将一个ByteBuf切分成多个逻辑上的Bytebuf,同样也不涉及数据拷贝。
ByteBuf header = ...
ByteBuf body = ...
ByteBuf allByteBuf = Unpooled.wrappedBuffer(header, body);

byte[] bytes = ...
ByteBuf byteBuf = Unpooled.wrappedBuffer(bytes);

ByteBuf byteBuf = ...
ByteBuf header = byteBuf.slice(0, 5);
ByteBuf body = byteBuf.slice(5, 10);
  • 通过FileChannel.transferTo()进行文件传输,可以直接将文件系统缓冲区的数据发送到目标channel,避免了传统IO通过循环read、write而导致的内存拷贝问题。(站在内核的角度来说,避免了把数据从内核缓冲区拷贝到用户内存中)
* <p> This method is potentially much more efficient than a simple loop
* that reads from this channel and writes to the target channel.  Many
* operating systems can transfer bytes directly from the filesystem cache
* to the target channel without actually copying them.  </p>
  • sendFile()和mmap()底层调用,见文档。

TCP 粘包/拆包的原因及解决方法?

TCP是以流的方式来处理数据,一个完整的数据包可能会被TCP拆分成多个包进行发送,也可能把多个小的包封装成一个大的数据包。由于TCP数据包之间没有边界保护,所以当发生粘包或拆包时,接收端难以从数据流中准确获取数据。

TCP粘包/分包的原因:

应用程序写入的字节大小大于套接字发送缓冲区的大小,会发生拆包现象,而应用程序写入数据小于套接字缓冲区大小,网卡将应用程序多次写入的数据封装成一个数据包发送到网络上,这将会发生粘包现象。

解决方法:

netty提供了3种类型的解码器对TCP 粘包/拆包问题进行处理:

  • 定长消息解码器:FixedLengthFrameDecoder。发送方和接收方规定一个固定的消息长度,不够用空格等字符补全,这样接收方每次从接受到的字节流中读取固定长度的字节即可,长度不够就保留本次接受的数据,再在下一个字节流中获取剩下数量的字节数据。
  • 分隔符解码器:LineBasedFrameDecoder或DelimiterBasedFrameDecoder。LineBasedFrameDecoder是行分隔符解码器,分隔符为\n或\r\n;DelimiterBasedFrameDecoder是自定义分隔符解码器,可以定义一个或多个分隔符。接收端在收到的字节流中查找分隔符,然后返回分隔符之前的数据,没找到就继续从下一个字节流中查找。
  • 数据长度解码器:LengthFieldBasedFrameDecoder。将发送的消息分为header和body,header存储消息的长度(字节数),body是发送的消息的内容。同时发送方和接收方要协商好这个header的字节数,因为int能表示长度,long也能表示长度。接收方首先从字节流中读取前n(header的字节数)个字节(header),然后根据长度读取等量的字节,不够就从下一个数据流中查找。

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