Netty面试题

问:netty是什么，解释下。
答:netty是一款基于nio(nonblocking I/O，非阻塞IO)开发的网络通信框架，对比与BIO(Blocking I/O,阻塞IO),并发性能提高很多。而且在快速和易用性的同时，也没有丧失可维护性和性能等优势。
问:netty的特点是什么
答:1.高并发，因为netty是基于nio开发的网络通信框架，并发性得到很大提高。2.传输快，netty的传输依赖于零拷贝特性，尽量避免不必要的内存拷贝，实现了更高效率的传输。3.封装好，netty封装了NIO操作的很多细节，提供了易于使用调用接口。
问:什么是netty的零拷贝
答:netty的零拷贝主要包含三个方面。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，如果使用传统的堆内存进行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个缓冲区的内存拷贝。
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，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.3.netty的文件传输采用了transferTo方法，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。
问:netty的优势有哪些：
答:1，使用简单，封装了NIO的很多细节，使用更简单。
2.功能强大，预置了多种编解码功能，支持多种主流协议。
3.定制能力强,可以通过channelHandler对通信框架进行灵活的扩展。
4.性能高，通过与其他业界主流的NIO框架对比，Netty的综合性能最优
5.稳定，netty修复了已经发现的所有NIO的bug，让开发人员可以专注于业务本身。
6.社区活跃，Netty是活跃的开源项目，版本迭代周期短，bug修复速度快。
问:netty的使用场景有哪些
答:阿里的分布式服务框架dubbo,默认使用netty作为基础通信组件，rocketmq也是使用netty作为通讯基础。
问:netty的高性能表现在哪些方面。
答:IO线程模型，同步非阻塞，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，内部实现是用二叉查找树管理内存分配情况。
串行化处理读写，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。
问:netty和tomcat的区别
作用不同：Tomcat 是 Servlet 容器，可以视为 Web 服务器，而 Netty 是异步事件驱动的网络应用程序框架和工具用于简化网络编程，例如TCP和UDP套接字服务器。

协议不同：Tomcat 是基于 http 协议的 Web 服务器，而 Netty 能通过编程自定义各种协议，因为 Netty 本身自己能编码/解码字节流，所以 Netty 可以实现，HTTP 服务器、FTP 服务器、UDP 服务器、RPC 服务器、WebSocket 服务器、Redis 的 Proxy 服务器、MySQL 的 Proxy 服务器等等。
问:netty中有哪些重要组件。
答:channel，netty网络操作抽象类，它除了基本的I/O操作，如bind,connect,read,write。
EventLoop,主要是配合channel处理I/O操作，用来处理连接的生命周期中所发生的事情。
ChannelFuture：Netty 框架中所有的 I/O 操作都为异步的，因此我们需要 ChannelFuture 的 addListener()注册一个 ChannelFutureListener 监听事件，当操作执行成功或者失败时，监听就会自动触发返回结果。
ChannelHandler：充当了所有处理入站和出站数据的逻辑容器。ChannelHandler 主要用来处理各种事件，这里的事件很广泛，比如可以是连接、数据接收、异常、数据转换等。
ChannelPipeline：为 ChannelHandler 链提供了容器，当 channel 创建时，就会被自动分配到它专属的 ChannelPipeline，这个关联是永久性的。
问:netty发送消息有几种方式
答:netty有两种发送消息的方式，1.直接写入channel中，消息从channelPipeline当中尾部开始移动。2.写入和channelHandler绑定的channelHandlerContext中，消息从channelPipeline中的下一个channelHandler中移动。
问:默认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。
问:netty支持哪些心跳类型设置。
readerldleTime:为读超时时间，即测试端一定时间内未接收到被测试端消息
writerldleTime:为写超时时间，即测试端一定时间内向被测试端发送消息
alldleTime:所有类型的超时时间
问:Netty的线程模型
答:Netty通过Reactor模型基于多路复用器接收并处理用户请求，内部实现了两个线程池，boss线程池和work线程池，其中boss线程池的线程负责处理请求的accept事件，当接收到accept事件的请求时，把对应的socket封装到一个NioSocketChannel中，并交给work线程池，其中work线程池负责请求的read和write事件，由对应的Handler处理。
单线程模型：所有I/O操作都由一个线程完成，即多路复用、事件分发和处理都是在一个Reactor线程上完成的。既要接收客户端的连接请求,向服务端发起连接，又要发送/读取请求或应答/响应消息。一个NIO 线程同时处理成百上千的链路，性能上无法支撑，速度慢，若线程进入死循环，整个程序不可用，对于高负载、大并发的应用场景不合适。
多线程模型：有一个NIO 线程（Acceptor） 只负责监听服务端，接收客户端的TCP 连接请求；NIO 线程池负责网络IO 的操作，即消息的读取、解码、编码和发送；1 个NIO 线程可以同时处理N 条链路，但是1 个链路只对应1 个NIO 线程，这是为了防止发生并发操作问题。但在并发百万客户端连接或需要安全认证时，一个Acceptor 线程可能会存在性能不足问题。
主从多线程模型：Acceptor 线程用于绑定监听端口，接收客户端连接，将SocketChannel 从主线程池的Reactor 线程的多路复用器上移除，重新注册到Sub 线程池的线程上，用于处理I/O 的读写等操作，从而保证mainReactor只负责接入认证、握手等操作；
问:TCP 粘包/拆包的原因及解决方法
答:TCP是以流的方式来处理数据，一个完整的包可能会被TCP拆分成多个包进行发送，也可能把小的封装成一个大的数据包发送。
TCP粘包/分包的原因：
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；
进行MSS大小的TCP分段，当TCP报文长度-TCP头部长度>MSS的时候将发生拆包
以太网帧的payload（净荷）大于MTU（1500字节）进行ip分片。
解决方法
消息定长：FixedLengthFrameDecoder类
包尾增加特殊字符分割：行分隔符类：LineBasedFrameDecoder或自定义分隔符类 ：DelimiterBasedFrameDecoder
将消息分为消息头和消息体：LengthFieldBasedFrameDecoder类。分为有头部的拆包与粘包、长度字段在前且有头部的拆包与粘包、多扩展头部的拆包与粘包。