Netty(三)Netty线程模型源码剖析

Netty线程模型源码剖析

Netty高并发高性能架构设计精髓

  • 主从Reactor线程模型
  • NIO多路复用非阻塞
  • 无锁串行化设计思想
  • 支持高性能序列化协议
  • 零拷贝(直接内存的使用)
  • ByteBuf内存池设计
  • 灵活的TCP参数配置能力
  • 并发优化

无锁串行化设计思想

在大多数场景下,并行多线程处理可以提升系统的并发性能。但是,如果对于共享资源的并发访问处理不当,会带来严重的锁竞争,这最终会导致性能的下降。为了尽可能的避免锁竞争带来的性能损耗,可以通过串行化设计,即消息的处理尽可能在同一个线程内完成,期间不进行线程切换,这样就避免了多线程竞争和同步锁。

为了尽可能提升性能,Netty采用了串行无锁化设计,在IO线程内部进行串行操作,避免多线程竞争导致的性能下降。表面上看,串行化设计似乎CPU利用率不高,并发程度不够。但是,通过调整NIO线程池的线程参数,可以同时启动多个串行化的线程并行运行,这种局部无锁化的串行线程设计相比一个队列-多个工作线程模型性能更优。

Netty的NioEventLoop读取到消息之后,直接调用ChannelPipeline的fireChannelRead(Object msg),只要用户不主动切换线程,一直会由NioEventLoop调用到用户的Handler,期间不进行线程切换,这种串行化处理方式避免了多线程操作导致的锁的竞争,从性能角度看是最优的。

ByteBuf内存池设计

随着JVM虚拟机和JIT即时编译技术的发展,对象的分配和回收是个非常轻量级的工作。但是对于缓冲区Buffer(相当于一个内存块),情况却稍有不同,特别是对于堆外直接内存的分配和回收,是一件耗时的操作。为了尽量重用缓冲区,Netty提供了基于ByteBuf内存池的缓冲区重用机制。需要的时候直接从池子里获取ByteBuf使用即可,使用完毕之后就重新放回到池子里去。

并发优化

  • volatile的大量、正确使用;
  • CAS和原子类的广泛使用;
  • 线程安全容器的使用;
  • 通过读写锁提升并发性能。
# Netty 

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