前言
分析一个框架的源码首先要知道这个框架的设计思路是什么，是基于什么原理去实现的。不然直接去看源码，很容易丢失在代码的海洋，比如看Spring源码要先知道IOC和AOP是什么，Mybatis要知道动态代理的概念。而学习Netty最关键的要知道NIO和Reactor模式，本文将简单介绍NIO与Reactor的概念，重点说明Netty的关键组件和它们之间的协同关系，先了解Netty是怎么工作的再去分析源码就比较轻松。
本文将介绍：
- NIO
- Reactor
- Netty核心组件
- Netty工作流程
这些概念有的不会特别详细的去介绍，只是做一个大概的介绍，如果要深入了解还需要去查看其它资料，这里只是对Netty的工作流程和基本原理的介绍。
I/O模型
学习Netty要先知道NIO，而学习NIO要先了解IO多路复用。IO多路复用是指由一个线程去管理多个IO通道，通过轮询或者事件回调的形式将检测到的IO事件通知出去，实现单线程管理多个IO。
NIO则是JAVA基于IO多路复用的实现，NIO三大组件Selector、Channel、Buffer。其中Selector 是Java 的非阻塞 I/O 实现的关键，用于管理一组套接字，监听其IO事件（如读、写、连接），当所监听事件就绪之后会理解返回。Channel是对I/O操作事件的抽象，可以使文件的读写，网络的传输等，Buffer是数据的载体。
由上图所示，使用NIO用较少的线程便可以处理许多连接，因此也减少了内存管理和上下文切换所带来开销，而且是基于事件驱动，在事件未发生时线程可以做其他事情。本文只是简单介绍NIO与IO多路复用如果想要深入了解可以查看其它资料和我之前写的Java NIO与Reactor模式，总而言之基于JAVA所提供的NIO我们可以编写基于IO事件驱动的代码，而非传统IO的阻塞式编程。
Reactor模式
编写基于NIO的事件驱动框架，就不得不提Reactor模式，基于网络事件驱动的设计思想。
Reactor模式有两个关键角色mainReactor负责监听连接事件和subReactor负责监听读写事件。其工作流程是：mainReactor不断监听连接事件，一旦有新的连接接入，将其转交给一个为acceptor的角色。acceptor拿到新的连接之后将其注册到subReactor上，由subReactor去负责这个Channel的读写事件。而subReactor只关心和处理读写事件，所有有关业务操作的流程交给一个线程池去处理，这样能使整个处理流程不会阻塞，吞吐量很高。
其工作模式很像一个流水线的工厂，有老板去接项目，然后交给员工去处理加工，分工明确，高效处理。
核心组件
在正式介绍Netty工作原理之前先介绍Netty的几个关键组件。
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EventLoop
EventLoop是Netty中最重要的组件，相当于上图的reactor角色，负责IO事件的监听，任务的处理是整个流程最关键的部分，关于EventLoop后续我会详细的介绍，这里做一个简单的介绍。 -
EventLoopGroup
EventLoopGroup顾名思义，管理多个EventLoop。 -
Channel
Channel是能够进行IO操作组件的抽象，如读、写、连接和绑定。 -
ChannelHandler
ChannelHandler是我们使用Netty开发最关心的一个组件，它是对IO事件的具体处理逻辑。 -
ChannelPipeline
ChannelPipeline则是ChannelHandler的容器，本质是一个双向链表，将所有的ChannelHandler按照顺序连接起来，后续也会对ChannelPipeline进行详细的介绍。
这些组件有如下关系：
- 一个 EventLoopGroup 包含一个或者多个 EventLoop；
- 一个 EventLoop 在它的生命周期内只和一个 Thread 绑定；
- 一个EventLoop管理一个或者多个Channel；
- 一个 Channel 在它的生命周期内只注册于一个 EventLoop；
- 所有由 EventLoop 处理的 I/O 事件都将在它专有的 Thread 上被处理；
- 一个Channel对应一个ChannelPipeline。
服务架构
Netty is an asynchronous event-driven network application framework
for rapid development of maintainable high performance protocol servers & clients.
Netty是异步事件驱动的框架，异步意味着Netty的所有IO操作都是非阻塞的，事件驱动是由事件发生之后，主动去通知，将事件散播出去，达到对事件处理的有效性和及时性。下图是Netty的工作流程：
Netty的整体工作流程与Ractor模式差不多，都是由一个负责监听连接事件，另一个负责读写事件。由bossGroup将连接的channel转交给acceptor，然后acceptor将Channel注册到的workGroup中，有workGroup去处理读写事件。
EventLoop是一个单线程的死循环在它的生命周期中只做三件事情：
- select： 返回EventLoop所持有的selector上已经准备就绪的Channel；
- processSelectedKeys： 处理准备就绪的IO操作；
- ranTasks： 执行队列里的任务；
其实可以把netty看做一个黑工厂，员工和老板都是24小时不间断工作的狂人，非常有自律性24小时内循环不断的做三件事情，1、检查新分配的工作（select）；2、处理已分配的工作（processSelectedKeys）；3、执行其他渠道分配的任务（ranTasks）。当一个客户端连接之后，boos检测到了新分配的工作，boss对这个新建立的连接（Channel）之后自己做一些简单的处理之后，转交给work。work也检测到了新的事件发生，开始处理读写事件，其中每次事件的处理都会通知Channel所对应的ChannelPipeline，将事件传播出去。
总结
本文对netty的工作流程和基本原理做了一个简单的梳理，后续的文章会详细分析netty的源码。先了解netty的整个流程不需要每个点都了解的很细，站在高度去学习之后再深入了解，学习一些框架源码，个人喜欢分析组件之间的关系，和为什么这样去设计和这样设计的思想是什么，对于具体的代码细节分析的不是很多，重要的思想，代码是其次的。希望本文对大家学习netty有所帮助。
