Netty面试题

NIO、AIO、BIO有什么区别？

同步阻塞的BIO、同步非阻塞的NIO、异步非阻塞的AIO。

NIO和IO有什么区别？

IO是多线程的，阻塞的。NIO，是同步的非阻塞IO。

IO面向Stream(流)，而NIO面向Buffer(缓冲区)。

IO是多个线程的，不存在Selector。而Java NIO的Selector(选择器)允许一个单独的线程来监视多个Channel(输入通道)。

讲一下NIO

NIO，同步非阻塞，IO多路复用。

NIO包括Channel、Select、Buffer这些。

Selector允许单线程处理多个 Channel。

讲一下Netty

Q:Netty 高性能表现在哪些方面？

IO 模型：高性能epoll/select 模型。
线程模型：通过主从Reactors多线程模型，实现异步非阻塞（异步事件驱动）架构，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。
对象池设计：Java对象可以重用，主要指Minior GC非常频繁的对象，如ByteBuffer。并且，对象池使用无锁架构，性能非常高。
mpsc无锁编程：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。

讲一下Netty的线程模型

主从Reactor多线程模型有多个Reactor：MainReactor和SubReactor：

MainReactor负责客户端的连接请求，并将请求转交给SubReactor
SubReactor负责相应通道的IO读写请求
非IO请求（具体逻辑处理）的任务则会直接写入队列，等待worker threads进行处理

讲一下Netty的模块和组件

详情见： https://blog.csdn.net/sinat_32502451/article/details/133934402

Netty服务端过程初始化并启动过程

基本过程如下：
1 初始化创建2个NioEventLoopGroup，其中boosGroup用于Accetpt连接建立事件并分发请求， workerGroup用于处理I/O读写事件和业务逻辑。
2 基于ServerBootstrap(服务端启动引导类)，配置EventLoopGroup、Channel类型，连接参数、配置入站、出站事件handler。
3 绑定端口，开始工作。

Netty的架构图

netty架构图

Netty的线程模型的三种使用方式

单线程模型
多线程模型
主从多线程模型：从一个主线程 NIO 线程池中选择一个线程作为 Acceptor 线程，绑定监听端口，接收客户端连接的连接，其他线程负责后续的接入认证等工作。连接建立完成后，Sub NIO 线程池负责具体处理 I/O 读写。

select、poll和epoll的区别是什么？

select、poll和epoll都是用于实现 I/O 多路复用的方式，可以在同一时间内监听多个文件描述符的就绪状态。
select 使用位图来表示文件描述符的状态。调用 select 时，内核需要遍历整个位图，检查每个文件描述符是否就绪。这种轮询的方式在连接数量很少时还是很有效的，但当连接数量增多时，性能会下降。 select 文件描述符个数只能支持 2048 个，不过 select 的跨平台性比较好，几乎所有的平台都可以支持。

poll 使用链表结构来表示文件描述符的状态，没有最大连接数的限制。和 select 函数一样，poll 返回后，需要轮询来获取就绪的描述符，因此随着监视的描述符数量的增长，其效率也会线性下降。

epoll 是 Linux 特有的一种方式，它使用了事件驱动的模型，没有最大连接数的限制。它将文件描述符添加到 epoll 的事件集合中，等待事件的发生。与 select 和 poll 不同的是，epoll 不需要轮询，它使用回调的方式，只关注真正发生事件的文件描述符。这使得epoll在大规模高并发连接下具有卓越的性能。

应用场景上，select和poll适用于连接数量较少的场景，而epoll则适用于需要处理大规模并发连接且性能要求较高的场景。

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。

TCP 粘包/拆包的原因及解决方法？

拆包：一个完整的应用包可能会被 TCP 拆分成多个包进行发送。

粘包：也可能把小应用包的封装成一个大的 TCP数据包发送。

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，网卡将应用多次写入的数据发送到网络上，这将会发生粘包现象。

解决方法 :
Netty中提供了多个 Decoder 解析类用于解决上述问题：

FixedLengthFrameDecoder 、LengthFieldBasedFrameDecoder ，固定长度是消息头指定消息长度的一种形式，进行粘包拆包处理的。

LineBasedFrameDecoder 、DelimiterBasedFrameDecoder ,换行是于指定消息边界方式的一种形式,进行消息粘包拆包处理的。

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。

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。