Netty是一个广受欢迎的异步事件驱动的Java开源网络应用程序框架，用于快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端，有了Netty，你可以实现自己的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，如果你想知道Nginx是怎么写出来的，如果你想知道Tomcat和Jetty是如何实现的，如果你也想实现一个简单的Redis服务器，那都应该好好理解一下Netty，它们高性能的原理都是类似的。
首先我们要知道自己为什么要看源码？
1、提升技术功底：
学习源码里的优秀设计思想，比如一些疑难问题的解决思路，还有一些优秀的设计模式，整体提升自己的技术功底
2、深度掌握技术框架：
源码看多了，对于一个新技术或框架的掌握速度会有大幅提升，看下框架demo大致就能知道底层的实现，技术框架更新再快也不怕
3、快速定位线上问题：
遇到线上问题，特别是框架源码里的问题(比如bug)，能够快速定位，这就是相比其他没看过源码的人的优势
4、对面试大有裨益：
面试一线互联网公司对于框架技术一般都会问到源码级别的实现
5、知其然知其所以然：
对技术有追求的人必做之事，使用了一个好的框架，很想知道底层是如何实现的
6、拥抱开源社区：
参与到开源项目的研发，结识更多大牛，积累更多优质人脉
看源码方法
1、先使用：
先看官方文档快速掌握框架的基本使用。
2、抓主线：
找一个demo入手，顺藤摸瓜快速静态看一遍框架的主线源码(抓大放小)，画出源码主流程图，切勿一开始就陷入源码的细枝末节，否则会把自己绕晕。
3、画图做笔记：
总结框架的一些核心功能点，从这些功能点入手深入到源码的细节，边看源码边画源码走向图，并对关键源码的理解做笔记，把源码里的闪光点都记录下来，后续借鉴到工作项目中，理解能力强的可以直接看静态源码，也可以边看源码边debug源码执行过程，观察一些关键变量的值。
4、整合总结：
所有功能点的源码都分析完后，回到主流程图再梳理一遍，争取把自己画的所有图都在脑袋里做一个整合。
Netty线程模型图
Netty高并发高性能架构设计精髓
无锁串行化设计思想
在大多数场景下，并行多线程处理可以提升系统的并发性能。但是，如果对于共享资源的并发访问处理不当，会带来严重的锁竞争，这最 终会导致性能的下降。为了尽可能的避免锁竞争带来的性能损耗，可以通过串行化设计，即消息的处理尽可能在同一个线程内完成，期间 不进行线程切换，这样就避免了多线程竞争和同步锁。
NIO的多路复用就是一种无锁串行化的设计思想(理解下Redis和Netty的线程模型) 为了尽可能提升性能，Netty采用了串行无锁化设计，在IO线程内部进行串行操作，避免多线程竞争导致的性能下降。表面上看，串行化 设计似乎CPU利用率不高，并发程度不够。但是，通过调整NIO线程池的线程参数，可以同时启动多个串行化的线程并行运行，这种局部无锁化的串行线程设计相比一个队列-多个工作线程模型性能更优。
Netty的NioEventLoop读取到消息之后，直接调用ChannelPipeline的fireChannelRead(Object msg)，只要用户不主动切换线程，一直 会由NioEventLoop调用到用户的Handler，期间不进行线程切换，这种串行化处理方式避免了多线程操作导致的锁的竞争，从性能角度看是最优的。
直接内存
直接内存（Direct Memory）并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域，某些情况下这部分内存也 会被频繁地使用，而且也可能导致OutOfMemoryError异常出现。Java里用DirectByteBuffer可以分配一块直接内存(堆外内存)，元空间 对应的内存也叫作直接内存，它们对应的都是机器的物理内存。
从程序运行结果看出直接内存申请较慢，但访问效率高。在java虚拟机实现上，本地IO一般会直接操作直接内存（直接内存=>系统调用 =>硬盘/网卡），而非直接内存则需要二次拷贝（堆内存=>直接内存=>系统调用=>硬盘/网卡）。
直接内存分配源码分析
使用直接内存的优缺点：
优点：不占用堆内存空间，减少了发生GC的可能 java虚拟机实现上，本地IO会直接操作直接内存（直接内存=>系统调用=>硬盘/网卡），而非直接内存则需要二次拷贝（堆内 存=>直接内存=>系统调用=>硬盘/网卡）
缺点：初始分配较慢 没有JVM直接帮助管理内存，容易发生内存溢出。为了避免一直没有FULL GC，最终导致直接内存把物理内存耗完。我们可以 指定直接内存的最大值，通过-XX：MaxDirectMemorySize来指定，当达到阈值的时候，调用system.gc来进行一次FULL GC，间 接把那些没有被使用的直接内存回收掉。
Netty的接收和发送ByteBuf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JVM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，然后才能写入Socket 中。JVM堆内存的数据是不能直接写入Socket中的。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。可以看下netty的读写源码，比如read源码NioByteUnsafe.read()
ByteBuf内存池设计
随着JVM虚拟机和JIT即时编译技术的发展，对象的分配和回收是个非常轻量级的工作。但是对于缓冲区Buffer(相当于一个内存块)，情况 却稍有不同，特别是对于堆外直接内存的分配和回收，是一件耗时的操作。为了尽量重用缓冲区，Netty提供了基于ByteBuf内存池的缓冲 区重用机制。需要的时候直接从池子里获取ByteBuf使用即可，使用完毕之后就重新放回到池子里去。下面我们一起看下Netty ByteBuf的 实现：
可以看下netty的读写源码里面用到的ByteBuf内存池，比如read源码NioByteUnsafe.read()
继续看newDirectBuffer方法，我们发现它是一个抽象方法，由AbstractByteBufAllocator的子类负责具体实现，代码如下：
代码跳转到PooledByteBufAllocator的newDirectBuffer方法，从Cache中获取内存区域PoolArena，调用它的allocate方法进行内存分 配:
PoolArena的allocate方法如下：
我们重点分析newByteBuf的实现，它同样是个抽象方法，由子类DirectArena和HeapArena来实现不同类型的缓冲区分配
我们这里使用的是直接内存，因此重点分析DirectArena的实现
最终执行了PooledUnsafeDirectByteBuf的newInstance方法，代码如下：
通过RECYCLER的get方法循环使用ByteBuf对象，如果是非内存池实现，则直接创建一个新的ByteBuf对象。
灵活的TCP参数配置能力
合理设置TCP参数在某些场景下对于性能的提升可以起到显著的效果，例如接收缓冲区SO_RCVBUF和发送缓冲区SO_SNDBUF。如果设置 不当，对性能的影响是非常大的。通常建议值为128K或者256K。
Netty在启动辅助类ChannelOption中可以灵活的配置TCP参数，满足不同的用户场景。
ByteBuf扩容机制
如果我们需要了解ByteBuf的扩容,我们需要先了解ByteBuf中定义的几个成员变量，再从源码的角度来分析扩容。
2. 采用步进4MB的方式完成扩容
3. 采用64为基数，做倍增的方式完成扩容
总结：
Netty的ByteBuf需要动态扩容来满足需要，扩容过程：默认门限阈值为4MB(这个阈值是一个经验值，不同场景，可能取 值不同)，当需要的容量等于门限阈值，使用阈值作为新的缓存区容量 目标容量，如果大于阈值，采用每次步进4MB的方式进行 内存扩张（(需要扩容值/4MB)*4MB），扩张后需要和最大内存（maxCapacity）进行比较，大于maxCapacity的话就用 maxCapacity,否则使用扩容值 目标容量，如果小于阈值，采用倍增的方式，以64（字节）作为基本数值，每次翻倍增长64 -- >128 --> 256，直到倍增后的结果大于或等于需要的容量值。
福利：
今天的内容还是挺干的，在此感谢每一个有耐心看到这里的~同时，前面说的为每位粉丝准备了一点见面礼，如果你是最近打算跳槽换工作或者正在准备学习更高阶技术点的，你应该能用得上：
- Java架构师学习路线图（对标阿里P7级别，更高阶的大佬小弟就不在这献丑了）
- 模块化学习资源（Java并发编程、分布式缓存的原理及应用、ZooKeeper原理及应用、Netty网络编程原理及应用、Kafka原理及应用、常见的23种经典设计模式、Spring原理及应用、数据结构与算法……）
- 2022年大厂面试高频知识点整理
资料持续更新中，目前全部都是免费送给大家，如果有需要，尽管拿走，添加我助手领取
