Java异步NIO框架Netty实现高性能高并发

RPC包括：消息的编码、解码、读取和发送； 

转自：http://blog.csdn.net/woshisap/article/details/74022825
本文是对上述文章的总结、精简。
2.1. RPC调用的性能模型分析
2.1.1. 传统RPC调用性能差的三宗罪
网络传输方式问题；序列化方式问题；线程模型问题；
2.1.2. 高性能的三个主题
1) 传输；2) 协议；3) 线程
2.2. Netty高性能之道
2.2.1. 异步非阻塞通信
Netty的IO线程NioEventLoop由于聚合了多路复用器Selector，可以同时并发处理成百上千个客户端Channel，由于读写操作都是非阻塞的，这就可以充分提升IO线程的运行效率，避免由于频繁IO阻塞导致的线程挂起
2.2.2. 零拷贝
1) 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
2) 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
3) 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
2.2.3. 内存池
对于缓冲区Buffer，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提供了基于内存池的缓冲区重用机制。
性能测试表明，采用内存池的ByteBuf相比于朝生夕灭的ByteBuf，性能高23倍左右（性能数据与使用场景强相关）。
2.2.4. 高效的Reactor线程模型
常用的Reactor线程模型有三种，分别如下：
1) Reactor单线程模型；
2) Reactor多线程模型；
3) 主从Reactor多线程模型
2.2.5. 无锁化的串行设计理念
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。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。
2.2.6. 高效的并发编程
Netty的高效并发编程主要体现在如下几点：
1) volatile的大量、正确使用;
2) CAS和原子类的广泛使用；
3) 线程安全容器的使用；
4) 通过读写锁提升并发性能。
2.2.7. 高性能的序列化框架
影响序列化性能的关键因素总结如下：
1) 序列化后的码流大小（网络带宽的占用）；
2) 序列化&反序列化的性能（CPU资源占用）；
3) 是否支持跨语言（异构系统的对接和开发语言切换）。
Netty默认提供了对Google Protobuf的支持
2.2.8. 灵活的TCP参数配置能力