Netty 4核心原理与手写RPC框架实战

出版者:电子工业出版社

作者:谭勇德（Tom） 著

出品人:博文视点

页数:452

出版时间:2020-4

价格:108元

装帧:平装-胶订

isbn号码:9787121385063

具体描述

《Netty 4核心原理与手写RPC框架实战》首先从硬件层面深入分析网络通信原理，结合Java对网络I/O的API实现，将理论与实践串联起来，帮助大家透彻理解网络通信的起源，然后介绍Netty产生的背景并基于Netty手写Tomcat和RPC框架，帮助大家初步了解Netty的作用，接着分析Netty的核心原理和核心组件，基于Netty手写一个消息推送系统并进行性能调优，最后介绍设计模式在Netty中的应用和经典的面试题分析。

如果你想深入了解网络通信原理，

如果你还不知道Netty能做什么，

如果你想深入了解Netty的实现原理，

如果你看源码找不到入口，无从下手，

如果你想了解设计模式在Netty中的应用，

本书都能帮到你。

目录信息

第1篇 I/O 基础篇
第1章 网络通信原理 2
1.1 网络基础架构 2
1.1.1 C/S 架构 2
1.1.2 C/S 信息传输流程 2
1.2 TCP/IP 五层模型详解 3
1.2.1 物理层 3
1.2.2 数据链路层 4
1.2.3 网络层 5
1.2.4 传输层 10
1.2.5 应用层 15
1.2.6 小结 16
1.3 网络通信实现原理 18
1.4 向浏览器输入 URL 后发生了什么 19
1.5 网络通信之“魂”——Socket 21
第2章 Java I/O 演进之路 23
2.1 I/O 的问世 23
2.1.1 什么是 I/O 23
2.1.2 I/O 交互流程 24
2.2 五种 I/O 通信模型 25
2.2.1 阻塞 I/O 模型 25
2.2.2 非阻塞 I/O 模型 26
2.2.3 多路复用 I/O 模型 27
2.2.4 信号驱动 I/O 模型 28
2.2.5 异步 I/O 模型 28
2.2.6 易混淆的概念澄清 29
2.2.7 各 I/O 模型的对比与总结 32
2.3 从 BIO 到 NIO 的演进 33
2.3.1 面向流与面向缓冲 33
2.3.2 阻塞与非阻塞 33
2.3.3 选择器在 I/O 中的应用 34
2.3.4 NIO 和 BIO 如何影响应用程序的设计 34
2.4 Java AIO 详解 37
2.4.1 AIO 基本原理 37
2.4.2 AIO 初体验 38
第2篇 Netty 初体验
第3章 Netty 与 NIO 之前世今生 44
3.1 Java NIO 三件套 44
3.1.1 缓冲区 44
3.1.2 选择器 54
3.1.3 通道 58
3.2 NIO 源码初探 63
3.3 反应堆 69
3.4 Netty 与 NIO 70
3.4.1 Netty 支持的功能与特性 70
3.4.2 Netty 采用 NIO 而非 AIO 的理由 71
第4章 基于 Netty 手写 Tomcat 72
4.1 环境准备 72
4.1.1 定义 GPServlet 抽象类 72
4.1.2 创建用户业务代码 73
4.1.3 完成 web.properties 配置 74
4.2 基于传统 I/O 手写 Tomcat 74
4.2.1 创建 GPRequest 对象 74
4.2.2 创建 GPResponse 对象 76
4.2.3 创建 GPTomcat 启动类 77
4.3 基于 Netty 重构 Tomcat 实现 80
4.3.1 重构 GPTomcat 逻辑 80
4.3.2 重构 GPRequest 逻辑 83
4.3.3 重构 GPResponse 逻辑 84
4.3.4 运行效果演示 85
第5章 基于 Netty 重构 RPC 框架 87
5.1 RPC 概述 87
5.2 环境预设 88
5.3 代码实战 91
5.3.1 创建 API 模块 91
5.3.2 创建自定义协议 91
5.3.3 实现 Provider 业务逻辑 92
5.3.4 完成 Registry 服务注册 93
5.3.5 实现 Consumer 远程调用 97
5.3.6 Monitor 监控 101
5.4 运行效果演示 102
第3篇 Netty 核心篇
第6章 Netty 高性能之道 104
6.1 背景介绍 104
6.1.1 Netty 惊人的性能数据 104
6.1.2 传统 RPC 调用性能差的“三宗罪” 104
6.1.3 Netty 高性能的三个主题 105
6.2 Netty 高性能之核心法宝 106
6.2.1 异步非阻塞通信 106
6.2.2 零拷贝 108
6.2.3 内存池 112
6.2.4 高效的 Reactor 线程模型 116
6.2.5 无锁化的串行设计理念 118
6.2.6 高效的并发编程 119
6.2.7 对高性能的序列化框架的支持 119
6.2.8 灵活的 TCP 参数配置能力 120
第7章 揭开 Bootstrap 的神秘面纱 124
7.1 客户端 Bootstrap 124
7.1.1 Channel 简介 124
7.1.2 NioSocketChannel 的创建 125
7.1.3 客户端 Channel 的初始化 127
7.1.4 Unsafe 属性的初始化 130
7.1.5 ChannelPipeline 的初始化 131
7.1.6 EventLoop 的初始化 132
7.1.7 将 Channel 注册到 Selector 137
7.1.8 Handler 的添加过程 139
7.1.9 客户端发起连接请求 141
7.2 服务端 ServerBootstrap 144
7.2.1 NioServerSocketChannel 的创建 146
7.2.2 服务端 Channel 的初始化 146
7.2.3 服务端 ChannelPipeline 的初始化 149
7.2.4 将服务端 Channel 注册到 Selector 149
7.2.5 bossGroup 与 workerGroup 149
7.2.6 服务端 Selector 事件轮询 152
7.2.7 Netty 解决 JDK 空轮询 Bug 154
7.2.8 Netty 对 Selector 中 KeySet 的优化 157
7.2.9 Handler 的添加过程 160
第8章 大名鼎鼎的 EventLoop 164
8.1 EventLoopGroup 与 Reactor 164
8.1.1 再谈 Reactor 线程模型 164
8.1.2 EventLoopGroup 与 Reactor 关联 166
8.1.3 EventLoopGroup 的实例化 167
8.2 任务执行者 EventLoop 169
8.2.1 NioEventLoop 的实例化过程 170
8.2.2 EventLoop 与 Channel 的关联 171
8.2.3 EventLoop 的启动 172
第9章 Netty 大动脉 Pipeline 176
9.1 Pipeline 设计原理 176
9.1.1 Channel 与 ChannelPipeline 176
9.1.2 再谈 ChannelPipeline 的初始化 177
9.1.3 ChannelInitializer 的添加 178
9.1.4 自定义 ChannelHandler 的添加过程 181
9.1.5 给 ChannelHandler 命名 184
9.1.6 ChannelHandler 的默认命名规则 185
9.2 Pipeline 的事件传播机制 186
9.2.1 Outbound 事件传播方式 194
9.2.2 Inbound 事件传播方式 196
9.2.3 小结 199
9.3 Handler 的各种“姿势” 200
9.3.1 ChannelHandlerContext 200
9.3.2 Channel 的生命周期 201
9.3.3 ChannelHandler 常用的 API 201
9.3.4 ChannelInboundHandler 202
第10章 异步处理双子星 Future 与 Promise 204
10.1 异步结果 Future 204
10.2 异步执行 Promise 205
第11章 Netty 内存分配 ByteBuf 209
11.1 初识 ByteBuf 209
11.1.1 ByteBuf 的基本结构 209
11.1.2 ByteBuf 的重要 API 210
11.1.3 ByteBuf 的基本分类 213
11.2 ByteBufAllocator 内存管理器 214
11.3 非池化内存分配 218
11.3.1 堆内内存的分配 218
11.3.2 堆外内存的分配 221
11.4 池化内存分配 224
11.4.1 PooledByteBufAllocator 简述 224
11.4.2 DirectArena 内存分配流程 229
11.4.3 内存池的内存规格 231
11.4.4 命中缓存的分配 231
11.4.5 Page 级别的内存分配 241
11.4.6 SubPage 级别的内存分配 254
11.4.7 内存池 ByteBuf 的内存回收 268
11.4.8 SocketChannel 读取 ByteBuf 的过程 273
第12章 Netty 编解码的艺术 281
12.1 什么是拆包、粘包 281
12.1.1 TCP 拆包、粘包 281
12.1.2 粘包问题的解决策略 282
12.2 什么是编解码 282
12.2.1 编解码技术 282
12.2.2 Netty 为什么要提供编解码框架 283
12.3 Netty 中常用的解码器 284
12.3.1 ByteToMessageDecoder 抽象解码器 284
12.3.2 LineBasedFrameDecoder 行解码器 289
12.3.3 DelimiterBasedFrameDecoder 分隔符解码器 296
12.3.4 FixedLengthFrameDecoder 固定长度解码器 302
12.3.5 LengthFieldBasedFrameDecoder 通用解码器 303
12.4 Netty 编码器原理和数据输出 307
12.4.1 WriteAndFlush 事件传播 307
12.4.2 MessageToByteEncoder 抽象编码器 311
12.4.3 写入 Buffer 队列 312
12.4.4 刷新 Buffer 队列 316
12.4.5 数据输出回调 322
12.5 自定义编解码 335
12.5.1 MessageToMessageDecoder 抽象解码器 335
12.5.2 MessageToMessageEncoder 抽象编码器 336
12.5.3 ObjectEncoder 序列化编码器 337
12.5.4 LengthFieldPrepender 通用编码器 338
第4篇 Netty 实战篇
第13章 基于 Netty 手写消息推送系统 342
13.1 环境搭建 342
13.2 多协议通信设计 343
13.2.1 自定义协议规则 343
13.2.2 自定义编解码器 346
13.2.3 对 HTTP 的支持 349
13.2.4 对自定义协议的支持 351
13.2.5 对 WebSocket 协议的支持 351
13.3 服务端逻辑处理 352
13.3.1 多协议串行处理 352
13.3.2 服务端用户中心 354
13.4 客户端控制台处理 359
13.4.1 控制台接入代码 359
13.4.2 控制台消息处理 360
13.5 客户端 Web 页面交互实现 363
13.5.1 Web 页面设计 363
13.5.2 WebSocket 接入 365
13.5.3 登录和退出 366
13.5.4 发送文字信息 367
13.5.5 发送图片表情 368
13.5.6 发送鲜花雨特效 369
第14章 Netty 高性能调优工具类解析 371
14.1 多线程共享 FastThreadLocal 371
14.1.1 FastThreadLocal 的使用和创建 371
14.1.2 FastThreadLocal 的设值 379
14.2 Recycler 对象回收站 381
14.2.1 Recycler 的使用和创建 381
14.2.2 从 Recycler 中获取对象 386
14.2.3 相同线程内的对象回收 389
14.2.4 不同线程间的对象回收 391
14.2.5 获取不同线程间释放的对象 397
第15章 单机百万连接性能调优 405
15.1 模拟 Netty 单机连接瓶颈 405
15.2 单机百万连接调优解决思路 410
15.2.1 突破局部文件句柄限制 410
15.2.2 突破全局文件句柄限制 412
15.3 Netty 应用级别的性能调优 413
15.3.1 Netty 应用级别的性能瓶颈复现 413
15.3.2 Netty 应用级别的性能调优方案 420
第16章 设计模式在 Netty 中的应用 422
16.1 单例模式源码举例 422
16.2 策略模式源码举例 423
16.3 装饰者模式源码举例 424
16.4 观察者模式源码举例 426
16.5 迭代器模式源码举例 427
16.6 责任链模式源码举例 428
16.7 工厂模式源码举例 430
第17章 Netty 经典面试题集锦 432
17.1 基础知识部分 432
17.1.1 TCP 和 UDP 的根本区别 432
17.1.2 TCP 如何保证可靠传输 433
17.1.3 Netty 能解决什么问题 433
17.1.4 选用 Netty 作为通信组件框架的举例 433
17.1.5 Netty 有哪些主要组件，它们之间有什么关联 433
17.2 高级特性部分 434
17.2.1 相较同类框架，Netty 有哪些优势 434
17.2.2 Netty 的高性能体现在哪些方面 434
17.2.3 默认情况下 Netty 起多少线程，何时启动 434
17.2.4 Netty 有几种发送消息的方式 434
17.2.5 Netty 支持哪些心跳类型设置 435
17.2.6 Netty 和 Tomcat 的区别 435
17.2.7 在实际应用中，如何确定要使用哪些编解码器 435
· · · · · · (收起)

用户评价

我对编程书籍的另一个苛刻要求是其对“最佳实践”的引导。在实际工作中，我们经常发现很多开源项目或团队内部代码库中存在着大量“看似能跑，实则隐患重重”的 Netty 用法。因此，这本书如果能明确指出哪些是 Netty 推荐的线程模型配置，哪些是容易导致死锁或资源耗尽的“反模式”，将会非常宝贵。尤其是在自定义 ChannelHandler 的编写上，如何正确处理异常捕获、如何确保资源（如 ByteBuf）被恰当地释放，这些细节往往决定了系统的生死存亡。手写 RPC 框架时，对异步编程模型的驾驭能力至关重要。我期望书中能详细剖析 CompletableFuture 或其他异步回调机制在整个请求生命周期中的作用，展示如何优雅地将 Netty 的 ChannelFuture 转换为上层应用友好的 Future 对象，从而避免臭名昭著的回调地狱。这种对代码质量和系统稳定性的强调，远比单纯实现一个能通信的 demo 要来得有分量得多。

从读者的视角来看，一本技术著作的成功与否，很大程度上取决于其叙事的逻辑性和可读性。这本书如果能做到语言流畅自然，逻辑推导严密，而不是堆砌晦涩难懂的术语，那将极大地提升学习体验。我特别希望作者在讲解 RPC 框架的设计决策时，能多采用“为什么这么做”而非“照着做”的叙事风格。例如，在选择特定的序列化协议（如 Protobuf 或 Hessian）时，应该详细阐述其在性能、兼容性、接口定义清晰度上的权衡。手写实战环节，如果能穿插一些常见的陷阱和调试技巧，比如如何利用 JMX 或 VisualVM 监控 Netty 的内部状态，追踪内存泄漏源头，那对初学者和有经验的工程师都是极具价值的补充。我个人对网络编程的理解一直停留在“能用”的层面，但要达到“用好”的境界，就必须对底层机制有深入的洞察力。这本书如果能帮助我建立起一个清晰的 Netty 运行时模型，让我即便在面对未来 Netty 版本升级或不同 IO 模型切换时，也能快速适应并做出正确的架构选择，那它就绝对称得上是一本值得反复研读的经典之作。

总而言之，这本书的价值核心在于其“原理”与“实战”的平衡点。我阅读技术书籍的终极目标，是希望能够内化知识，而非仅仅复制粘贴代码。如果这本书能够做到，让我在读完 RPC 框架的实现后，不仅知道每个组件怎么搭，更清楚它们为什么必须这样设计，那么它就成功了。具体来说，我希望看到对于“零拷贝”在实际 I/O 路径中是如何体现的详尽图解，以及在 RPC 序列化过程中，Netty 的 ByteBuf 如何高效地桥接到 Java 对象的反序列化器中。最后，一个好的实战项目，应该具备足够的扩展性，能让读者在看完书后，能够轻松地在其上叠加如 gRPC 的服务发现能力，或是集成更复杂的安全校验模块。如果这本书提供了清晰的模块划分和良好的接口设计，使得后续的二次开发成为可能，那么它就为我的技术栈添上了一个坚实的、可信赖的工具。

拿到这本书后，我最关注的自然是其对 Netty 4 核心组件的解析深度，尤其是在处理高并发场景下的锁竞争与线程模型优化方面。市面上很多关于 Netty 的资料，在讲解完基本的 Channel 建立与数据收发后便戛然而止，对于更深层次的性能调优讳莫如深。我期待这本书能够提供一些实际案例，说明在面对数万乃至数十万并发连接时，Netty 是如何通过其非阻塞 I/O 模型和优雅的线程池调度策略来维持稳定和低延迟的。比如说，对于粘包/拆包问题的处理，希望书中不只是简单地介绍 LengthFieldBasedFrameDecoder，而是能结合业务场景，探讨自定义解码器设计的复杂性与取舍。再者，RPC 框架的实战部分，我关注的重点在于它的健壮性设计。一个合格的 RPC 框架，除了基础的请求响应，还必须涵盖超时机制、失败重试策略、熔断降级等现代服务架构的必备要素。如果作者能在手写过程中融入这些高级特性，并解释清楚这些特性是如何巧妙地利用 Netty 的异步 I/O 机制来实现的，那么这本书的价值将远超一本技术参考手册，而更像是一份实战派的性能优化宝典。

这本书的标题——《Netty 4 核心原理与手写 RPC 框架实战》——无疑抓住了我作为后端开发者内心深处对于高性能网络编程的渴望。我手里捏着这本书，沉甸甸的纸质感本身就带来了一种脚踏实地的期待。我希望能从中学到的，绝不仅仅是 API 的简单罗列，而是那种能让我穿越代码表象，直达 Netty 4 架构内核的“内功心法”。在如今这个微服务和高并发充斥的时代，无论是自建高性能消息队列，还是优化现有的服务间通信，底层网络模型的理解都是不可或缺的基石。我期望这本书能清晰地剖析 Reactor 模式在 Netty 中的实现，特别是 EventLoopGroup、ChannelPipeline 以及 Handler 链的动态交互机制。如果它能深入讲解 ByteBuf 的内存管理策略，比如零拷贝的实现细节和引用计数机制的巧妙运用，那将是巨大的加分项。真正吸引我的是“手写 RPC 框架实战”这部分，这意味着理论学习之后必须有产出，能够将学到的知识点串联起来，构建出一个具备序列化、反序列化、服务注册与发现、心跳保活等功能的实用框架。这种从零开始构建复杂系统的过程，往往是检验和巩固知识的试金石。我希望作者能够以一种循序渐进、环环相扣的方式来引导读者，避免那种只讲框架不讲原理的“调包侠”式教学，而是要让读者在每一步的决策中都能体会到 Netty 设计哲学的影响。

这都啥玩意儿?果然培训机构就是逊

这本书可以诟病的地方挺多的，大量贴图片和意义不大的代码，去除的话再优化一下排班应该全书能少三分之一厚度。 很多地方都是泛泛而谈，既不深入也不透彻，有些一知半解的还要自己百度一下，更不去直接对着博客看源码来的快。 手写部分就是个噱头，你这里要是改成手写简化版netty到还是有价值，到时候所谓的基于netty重构rpc框架，就很虚。重构对象还是已经使用了netty4的dubbo。然后用14页讲解怎么重构dubbo，有点搞笑，开头两张dubbo官网的图，一共可占用一页没用了，引用netty和lombok两个依赖的pom也复制粘贴进来占用一页，，最后控制台打印两个图也占用一页，我的天，直接百度手写rpc框架写的都比你这个好，就去哄一下没看过dubbo源码的小孩吧 内容不够图片来凑。字数限制不吐槽了。

这都啥玩意儿?果然培训机构就是逊

为什么贴代码的书都可以出版，还卖的不便宜。 jdk代码你都贴，英文注释你都贴？注释和代码一起贴出来一遍，翻了一页发现注释另外又单独贴出来一遍，不知道是神马神操作。你都不解释一下就知道贴代码（来一句代码如下），不如我们自己看源码呢。 控制台打印放大了贴出来， 懂netty的来看，就是感觉废话连篇，不懂netty的来看，估计也会被绕晕。 是一本买了也不想看的书，买了这本书一般还会买其他netty的书，因为太鸡肋了，食之无肉弃之可惜。 工信印刷不错。配一星。

这都啥玩意儿?果然培训机构就是逊