Java 200+ 面试题补充② Netty 模块

2023年4月1日 218次阅读

让我们每天都能看到自己的进步。老王带你打造最全的 Java 面试清单，认真把一件事做到最好。

本文是前文《Java 最常见的 200+ 面试题》的第二个补充模块，第一模块为：《Java 200+ 面试题补充 ThreadLocal 模块》。

1.Netty 是什么？

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。难能可贵的是，在保证快速和易用性的同时，并没有丧失可维护性和性能等优势。

2.Netty 的特点是什么？

  • 高并发：Netty 是一款基于 NIO（Nonblocking IO，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。
  • 传输快：Netty 的传输依赖于零拷贝特性，尽量减少不必要的内存拷贝，实现了更高效率的传输。
  • 封装好：Netty 封装了 NIO 操作的很多细节，提供了易于使用调用接口。

3.什么是 Netty 的零拷贝？

Netty 的零拷贝主要包含三个方面：

  • Netty 的接收和发送 ByteBuffer 采用 DIRECT BUFFERS，使用堆外直接内存进行 Socket 读写，不需要进行字节缓冲区的二次拷贝。如果使用传统的堆内存（HEAP BUFFERS）进行 Socket 读写，JVM 会将堆内存 Buffer 拷贝一份到直接内存中，然后才写入 Socket 中。相比于堆外直接内存，消息在发送过程中多了一次缓冲区的内存拷贝。
  • Netty 提供了组合 Buffer 对象，可以聚合多个 ByteBuffer 对象，用户可以像操作一个 Buffer 那样方便的对组合 Buffer 进行操作，避免了传统通过内存拷贝的方式将几个小 Buffer 合并成一个大的 Buffer。
  • Netty 的文件传输采用了 transferTo 方法，它可以直接将文件缓冲区的数据发送到目标 Channel，避免了传统通过循环 write 方式导致的内存拷贝问题。

4.Netty 的优势有哪些？

  • 使用简单：封装了 NIO 的很多细节，使用更简单。
  • 功能强大：预置了多种编解码功能，支持多种主流协议。
  • 定制能力强：可以通过 ChannelHandler 对通信框架进行灵活地扩展。
  • 性能高：通过与其他业界主流的 NIO 框架对比，Netty 的综合性能最优。
  • 稳定：Netty 修复了已经发现的所有 NIO 的 bug，让开发人员可以专注于业务本身。
  • 社区活跃：Netty 是活跃的开源项目，版本迭代周期短，bug 修复速度快。

5.Netty 的应用场景有哪些？

典型的应用有：阿里分布式服务框架 Dubbo，默认使用 Netty 作为基础通信组件，还有 RocketMQ 也是使用 Netty 作为通讯的基础。

6.Netty 高性能表现在哪些方面？

  • IO 线程模型：同步非阻塞，用最少的资源做更多的事。
  • 内存零拷贝：尽量减少不必要的内存拷贝，实现了更高效率的传输。
  • 内存池设计：申请的内存可以重用，主要指直接内存。内部实现是用一颗二叉查找树管理内存分配情况。
  • 串形化处理读写：避免使用锁带来的性能开销。
  • 高性能序列化协议：支持 protobuf 等高性能序列化协议。

7.Netty 和 Tomcat 的区别？

Netty 和 Tomcat 最大的区别就在于通信协议，Tomcat 是基于 http 协议的，他的实质是一个基于 http 协议的web容器，但是 Netty 不一样，他能通过编程自定义各种协议，因为 Netty 能够自己编码/解码字节流，完成类似Redis 访问的功能，这就是 Netty 和 Tomcat 最大的区别。

8.Netty 中有那种重要组件？

  • Channel：Netty 网络操作抽象类，它除了包括基本的 I/O 操作，如 bind、connect、read、write 等。
  • EventLoop：主要是配合 Channel 处理 I/O 操作，用来处理连接的生命周期中所发生的事情。
  • ChannelFuture：Netty 框架中所有的 I/O 操作都为异步的，因此我们需要 ChannelFuture 的 addListener()注册一个 ChannelFutureListener 监听事件，当操作执行成功或者失败时，监听就会自动触发返回结果。
  • ChannelHandler：充当了所有处理入站和出站数据的逻辑容器。ChannelHandler 主要用来处理各种事件，这里的事件很广泛，比如可以是连接、数据接收、异常、数据转换等。
  • ChannelPipeline：为 ChannelHandler 链提供了容器，当 channel 创建时，就会被自动分配到它专属的 ChannelPipeline，这个关联是永久性的。

9.Netty 发送消息有几种方式？

Netty 有两种发送消息的方式：

  • 直接写入 Channel 中，消息从 ChannelPipeline 当中尾部开始移动；
  • 写入和 ChannelHandler 绑定的 ChannelHandlerContext 中，消息从 ChannelPipeline 中的下一个 ChannelHandler 中移动。

10.默认情况 Netty 起多少线程？何时启动？

Netty 默认是 CPU 处理器数的两倍，bind 完之后启动。

11.Netty 支持哪些心跳类型设置？

  • readerIdleTime：为读超时时间（即测试端一定时间内未接受到被测试端消息）。
  • writerIdleTime：为写超时时间（即测试端一定时间内向被测试端发送消息）。
  • allIdleTime：所有类型的超时时间。
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