發(fā)現(xiàn)自己近一年有些毛病，自己也算是研習(xí)了不少的源代碼，看了不少的技術(shù)書籍，但是自己就是記憶力不行，總是過(guò)段時(shí)間就會(huì)忘記，忘記之后還得從頭開始啃源碼、啃書籍。而且有些重要技術(shù)點(diǎn)也會(huì)遺忘，導(dǎo)致再學(xué)習(xí)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己又回到了起點(diǎn)！我總結(jié)為，就是自己近一年期間犯懶，沒有再寫一下博客，技能點(diǎn)不能很好的再回顧！

　　趁著發(fā)現(xiàn)自己的問(wèn)題，同時(shí)自己也在做前后端rpc分離實(shí)踐，現(xiàn)在將之前研習(xí)netty的結(jié)果再總結(jié)出來(lái)，寫到博客上！

　　首先，我們要確定java中的netty用來(lái)做什么的？具體的工作模式優(yōu)勢(shì)不解釋，網(wǎng)上能找一大堆，主要講它通信這塊的rpc，高效穩(wěn)定的協(xié)議棧繞不開tcp/ip協(xié)議！

　　本來(lái)是不想記錄tcp/ip的，這個(gè)實(shí)在是沒有太多好說(shuō)的，但是也發(fā)現(xiàn)雖然自己明白，有時(shí)候卻也是會(huì)遺漏要點(diǎn)知識(shí)，所以也還是記錄一下吧！

　　似乎作為上層程序員只需要了解tcp的握手與揮手情況即可！

　　首先要了解tcp/ip的頭部結(jié)構(gòu)

16位源端端口 ??| ?16位目標(biāo)端端口

32位序列號(hào)（發(fā)送端確認(rèn)信息）

32位確認(rèn)序號(hào)（服務(wù)端確認(rèn)）

4位偏移量（每個(gè)數(shù)字表示1個(gè)4字節(jié)，所以最大表示15個(gè)4字節(jié)，也就是60字節(jié)）----

6位保留位（記不太清了） ?| 標(biāo)志位：包括6種報(bào)文段 urg、ack、rst、syn、fin、psh

16位校驗(yàn)和 ????| ????16位緊急指針

16位窗口大小（用于tcp緩沖區(qū)的控制）

40位填充字段。

　　我覺得挺容易理解的，作為通信雙方必須知道相互的地址，所以要有源地址與目標(biāo)地址的標(biāo)記；序列號(hào)與確認(rèn)序列號(hào)，這個(gè)涉及到數(shù)據(jù)包分片，比如mtu導(dǎo)致了數(shù)據(jù)分片，如何分片與如何重組分片；偏移數(shù)據(jù)表示tcp頭部結(jié)構(gòu)能夠占用的最大數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；保留位大概就是保留用的吧；標(biāo)記位，6個(gè)就是我們常說(shuō)的同步報(bào)文段、確認(rèn)報(bào)文段的標(biāo)記；窗口大小表示一次傳輸數(shù)據(jù)的大小，由于是16位，按照二進(jìn)制計(jì)算也就是65535字節(jié)；校驗(yàn)和據(jù)說(shuō)是為了教研數(shù)據(jù)有效性的，我通過(guò)抓tcp的包看到類似這樣的；16位緊急指針，這個(gè)是配和urg報(bào)文段設(shè)置優(yōu)先緊急數(shù)據(jù)的。

　　然后是三次握手，與四次揮手中tcp狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。都是基于上面tcp頭部結(jié)構(gòu)進(jìn)行變化的。

三次握手

1）：client將syn標(biāo)志位置1，序列號(hào)seq置x（隨機(jī)數(shù)）， 發(fā)送到server端，client狀態(tài)為同步發(fā)送狀態(tài)，表示等待server端的確認(rèn)；

2）：server端收到client端數(shù)據(jù)包，判斷syn=1，了解到為同步報(bào)文段。則這時(shí)，將要發(fā)送數(shù)據(jù)的tcp頭部分別設(shè)置syn與ack為1，確認(rèn)序列號(hào)x+1，序列號(hào)置y(隨機(jī)數(shù))，發(fā)送到

　　client端，server端狀態(tài)為同步接收狀態(tài)；

3）：client端收到serve數(shù)據(jù)包之后，判斷是否ack報(bào)文段為1，確認(rèn)序列號(hào)是否為x+1，符合則將要發(fā)送的數(shù)據(jù)的tcp頭部的ack報(bào)文段置1，確認(rèn)序列號(hào)y+1，然后發(fā)送；到達(dá)server端

　　之后，檢查ack報(bào)文段是否為1 && 確認(rèn)序列號(hào)是否為y+1，符合則建立連接。

　　此時(shí)client與server都進(jìn)入了建立成功階段。

四次揮手

1）： client將要發(fā)送報(bào)文信息的tcp頭部的fin報(bào)文段置1，序列號(hào)置隨機(jī)值x，發(fā)送給server端，client端狀態(tài)為結(jié)束等待狀態(tài)；

2）： server端收到fin結(jié)束報(bào)文段，將發(fā)送報(bào)文信息的tcp頭部ack置1，確認(rèn)序號(hào)為x+1，server端進(jìn)入關(guān)閉等待階段；

3）：server端再次發(fā)送一個(gè)報(bào)文數(shù)據(jù)，tcp頭部fin置1，此時(shí)server端進(jìn)入了最后確認(rèn)階段；

4）：client接收到了server的ack報(bào)文信息與fin報(bào)文信息之后，驗(yàn)證確認(rèn)序列號(hào)x+1，然后再向server端發(fā)送一個(gè)tcp頭部ack=1的報(bào)文段，client進(jìn)入time_wait階段，server端收到信息

　　驗(yàn)證后進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)；

最后的時(shí)刻client等待2*msl（最大報(bào)文傳輸時(shí)間）時(shí)間長(zhǎng)度，進(jìn)入close狀態(tài)。

　　第二繞不開的一點(diǎn)就是網(wǎng)絡(luò)的io模型！一般我們應(yīng)該都知道有幾種常談的io模型，阻塞式、非阻塞、異步io、多路復(fù)用、信號(hào)驅(qū)動(dòng)的io模型，這里java常用的就是非阻塞式io與多路復(fù)用io也就是nio！nio基reactor的模型進(jìn)行設(shè)計(jì)的。所以接下來(lái)要講一下nio與reactor模型。

　　Nio，這個(gè)我們需要去看epoll的解釋，最好去看epoll的源碼，這里我建議看一下深入理解nginx這本書中的epoll的解釋，詳細(xì)描述了代碼狀況！下面具體談一下epoll的優(yōu)秀思想設(shè)計(jì)。

　　首先要知道原來(lái)模式的弊端，原有linux2.6之前的操作系統(tǒng)，采用select/poll的形式這兩種形式在進(jìn)行連接事件的收集的時(shí)候，是將所有活躍與不活躍的套接字由用戶態(tài)的內(nèi)存向操作系統(tǒng)的內(nèi)核內(nèi)存?zhèn)鬟f，然后由操作系統(tǒng)內(nèi)核掃描所有套接字，不管是內(nèi)存還是cpu都造成巨大的浪費(fèi)。而epoll則不是，它定義了一個(gè)文件系統(tǒng)，首先，調(diào)用epoll_create創(chuàng)建一個(gè)epoll對(duì)象；然后，調(diào)用epoll_ctl向epoll添加所有的連接套接字；第三，調(diào)用epoll_wait收集活躍的連接。這樣它就避免了完全的內(nèi)存復(fù)制，只進(jìn)行收集活躍連接，然后也不用遍歷原來(lái)所有的連接，使cpu也降溫。

　　Eventpoll是創(chuàng)建epoll時(shí)候的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，里面是一種紅黑樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)epoll_ctl向epoll對(duì)象中添加的事件，為什么使用紅黑樹，因?yàn)槿绻霈F(xiàn)重復(fù)的套接字可以很快的識(shí)別出來(lái)。據(jù)書上說(shuō)，被添加到epoll中的時(shí)間都會(huì)與網(wǎng)卡建立回調(diào)關(guān)系epoll_callback。Eventpoll中含有一個(gè)紅黑樹的根節(jié)點(diǎn)rbr與雙向鏈表rdllist，回調(diào)事件會(huì)放到rdllist，所以epoll_wait掃描事件連接的時(shí)候就只針對(duì)這個(gè)rdllist的鏈表進(jìn)行遍歷，然后將事件復(fù)制給用戶內(nèi)存，所以也就保證了效率。

　　第三，Reactor模式（也有人叫做反應(yīng)器模式）！Netty中的nio線程模型命名了三種模式：Reactor單線程模型、Reactor多線程模型和主從多線程模型！實(shí)際上都是根據(jù)上邊epoll的三階段進(jìn)行的劃分，所以抽象出這三種階段才能更好的理解這三種設(shè)計(jì)的模型，也就是得理解epoll的三種事件！所有這三種模型都是圍繞著三種階段進(jìn)行的。

　　單線程模型：就是說(shuō)把這三個(gè)階段統(tǒng)統(tǒng)放在一個(gè)線程上操作。該線程負(fù)責(zé)，創(chuàng)建事件對(duì)象，accept收集活躍socket，分發(fā)器分發(fā)二進(jìn)制消息進(jìn)行讀寫操作（接收數(shù)據(jù)、發(fā)送數(shù)據(jù)）。

　　多線程模型：這個(gè)其實(shí)主要是將收集活躍的socket與事件分發(fā)分成了兩步；一個(gè)專門的線程用于收集活躍的socket，另一個(gè)線程池專門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的讀寫操作；

　　主從多線程模型：這個(gè)其實(shí)是在多線程模型上進(jìn)一步的加固；用來(lái)收集活躍socket的線程改成了線程池，acceptor接收到tcp socket接收驗(yàn)證（這個(gè)應(yīng)該是指的tcp的數(shù)據(jù)驗(yàn)證）連接后，將該連接的通道交給io處理線程池的一個(gè)線程上進(jìn)行io的讀寫操作。

　　實(shí)際上就是這么回事，只是將原來(lái)串行的操作改成了并行化，同時(shí)保證線程的安全性！

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/kevinfuture/p/8494648.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的从tcp到netty（一）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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