Post

Netty的buffer为什么好用

Netty的buffer为什么好用

Netty的Buffer为什么好用

典型回答

在网络编程中,基本都是基于TCP报文的字节流的操作,所以Java的NIO又新增了ByteBuffer,只不过Java原生的ByteBuffer,非常难操作,也不能扩缩容,所以Netty又重新封装了自己的Bytebuf,除了性能上的优势之外,Netty的Buffer在使用上相对于NIO也非常简洁,有如下特点:

动态扩缩容

顾名思义,Netty中的ByteBuffer可以像Java中的ArrayList一样,根据写入数据的字节数量,自动扩容。代码如下所示:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
final void ensureWritable0(int minWritableBytes) {
    final int writerIndex = writerIndex();
    final int targetCapacity = writerIndex + minWritableBytes;
    // using non-short-circuit & to reduce branching - this is a hot path and targetCapacity should rarely overflow
    if (targetCapacity >= 0 & targetCapacity <= capacity()) {
        ensureAccessible();
        return;
    }
    if (checkBounds && (targetCapacity < 0 || targetCapacity > maxCapacity)) {
        ensureAccessible();
        throw new IndexOutOfBoundsException(String.format(
                "writerIndex(%d) + minWritableBytes(%d) exceeds maxCapacity(%d): %s",
                writerIndex, minWritableBytes, maxCapacity, this));
    }

    // Normalize the target capacity to the power of 2.
    final int fastWritable = maxFastWritableBytes();
    int newCapacity = fastWritable >= minWritableBytes ? writerIndex + fastWritable
            : alloc().calculateNewCapacity(targetCapacity, maxCapacity);

    // Adjust to the new capacity. 【此处进行扩容】
    capacity(newCapacity);
}

这个在编写代码的时候,满足ByteBuf最大缓冲区的情况下,我们可以毫无顾忌地调用#write方法增加字节,而不用手动去check容量满足,然后去重新申请

读写指针代替#flip

原生ByteBuffer的弊端

Java原生的ByteBuffer的数据结构,分为limit,capacity两个指针,如果我们写入“Hollis”之后,ByteBuffer的内容如下:

1673180746706-927a77a2-0cda-44b9-b2f9-648b7e172063.png

此时,如果我们要从该ByteBuffer中read数据,ByteBuffer会默认从position开始读,这样就什么也读不到,所以我们必须调用#flip方法,将position指针移动,如下:

1673180814196-2d41af9c-8bed-4ad8-93e4-d783655875db.png

这样我们才可以读到“Hollis”这个数据,万一我们调用的时候忘记使用flip,就会很坑爹。

Netty的ByteBuf

Netty自带的ByteBuf通过读写双指针避免了上面的问题,假如我们写入“Hollis”后,ByteBuf的内容如下:

1673181168872-9e2ca4ff-d145-4ad4-83f0-0f3cffce1503.png

在写入的同时,我们可以直接通过readPointer读取数据,如下所示:

1673181214917-e8c4598e-3fc0-48eb-a0f7-ce7bc8bef99c.png

在这个过程中,我们完全不用像JavaNIO的ByteBufer一样,感知其结构内部的操作,也不用调用flip,随意的读取和写入即可。

同时,假如我们读Hollis这个数据,读到了一半,还剩下“is”没有读完,我们可以调用discardReadBytes方法将指针移位,为可写区域增加空间,如下所示:

1673181482582-f07018c7-1091-4e78-ae0d-ec336660e921.png

多种ByteBuf实现

Netty根据不同的场景,有不同的ByteBuf实现,主要的几种分别是:Pooled,UnPooled,Direct,Heap,列表格如下:

  Pooled UnPooled
HeapByteBuf 业务处理使用+高并发 业务处理使用+正常流量
DireactByteBuf Socket相关操作使用+高并发 Socket相关操作使用+正常流量

当然Netty中的Buffer性能相比于Java NIO的Buffer也更强,譬如我们熟知的Zero-Copy等,这个我们放到另一篇中剖析

原文: https://www.yuque.com/hollis666/xkm7k3/qnyxsvlqd1xa2wis

This post is licensed under CC BY 4.0 by the author.