2021大厂Java面试真题（Netty ）
1、为什么要用 Netty 呢？
因为 Netty 具有下面这些优点，并且相比于直接使用 JDK 自带的 NIO 相关的 API 来说
更加易用。
复制。
们经常接触的 Dubbo、RocketMQ 等等。
2、Netty 有哪些应用场景？
理论上来说，NIO 可以做的事情 ，使用 Netty 都可以做并且更好。Netty 主要用来做网
络通信 :
- 作为 RPC 框架的网络通信工具 ：我们在分布式系统中，不同服务节点之间经常需要相互
调用，这个时候就需要 RPC 框架了。不同服务节点之间的通信是如何做的呢？可以使用
Netty 来做。比如我调用另外一个节点的方法的话，至少是要让对方知道我调用的是哪个
类中的哪个方法以及相关参数吧！
- 实现一个自己的 HTTP 服务器 ：通过 Netty 我们可以自己实现一个简单的 HTTP 服务器，
这个大家应该不陌生。说到 HTTP 服务器的话，作为 Java 后端开发，我们一般使用
Tomcat 比较多。一个最基本的 HTTP 服务器可要以处理常见的 HTTP Method 的请求，
比如 POST 请求、GET 请求等等。
- 实现一个即时通讯系统 ：使用 Netty 我们可以实现一个可以聊天类似微信的即时通讯系
统，这方面的开源项目还蛮多的，可以自行去 Github 找一找。
- 实现消息推送系统 ：市面上有很多消息推送系统都是基于 Netty 来做的。
3、Netty 的优势有哪些？
-
使用简单：封装了 NIO 的很多细节，使用更简单。 -
功能强大：预置了多种编解码功能，支持多种主流协议。 -
定制能力强：可以通过 ChannelHandler 对通信框架进行灵活地扩展。 -
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。 -
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。 -
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。
4**、Netty 核心组件有哪些？分别有什么作用？**
Channel
Channel 接口是 Netty 对网络操作抽象类，它除了包括基本的 I/O 操作，如 bind()、
connect()、read()、write() 等。
比较常用的 Channel 接口实现类是 NioServerSocketChannel（服务端）和
NioSocketChannel（客户端），这两个 Channel 可以和 BIO 编程模型中的 ServerSocket
以及 Socket 两个概念对应上。Netty 的 Channel 接口所提供的 API，大大地降低了直接使
用 Socket 类的复杂性。
EventLoop
EventLoop 的主要作用实际就是负责监听网络事件并调用事件处理器进行相关 I/O 操作
的处理。
ChannelFuture
Netty 是异步非阻塞的，所有的 I/O 操作都为异步的。因此，我们不能立刻得到操作是否
执行成功，但是，你可以通过 ChannelFuture 接口的 addListener() 方法注册一
个 ChannelFutureListener，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 和 ChannelPipeline
ChannelHandler 是消息的具体处理器。他负责处理读写操作、客户端连接等事情。
ChannelPipeline 为 ChannelHandler 的链，提供了一个容器并定义了用于沿着链传播入
站和出站事件流的 API 。当 Channel 被创建时，它会被自动地分配到它专属的
ChannelPipeline。
我们可以在 ChannelPipeline 上通过 addLast() 方法添加一个或者多个
ChannelHandler ，因为一个数据或者事件可能会被多个 Handler 处理。当一
个 ChannelHandler 处理完之后就将数据交给下一个 ChannelHandler 。
5、EventloopGroup 了解么?和 EventLoop 啥关系?
EventLoopGroup 包含多个 EventLoop（每一个 EventLoop 通常内部包含一个线程），
上面我们已经说了 EventLoop 的主要作用实际就是负责监听网络事件并调用事件处理器进行
相关 I/O 操作的处理。
并且 EventLoop 处理的 I/O 事件都将在它专有的 Thread 上被处理，即 Thread 和
EventLoop 属于 1 : 1 的关系，从而保证线程安全。
Boss EventloopGroup 用于接收连接，Worker EventloopGroup 用于具体的处理（消
息的读写以及其他逻辑处理）。
当客户端通过 connect 方法连接服务端时，bossGroup 处理客户端连接请求。当客户端
处理完成后，会将这个连接提交给 workerGroup 来处理，然后 workerGroup 负责处理其
IO 相关操作。
6、请说下对 Bootstrap 和 ServerBootstrap 的了解？
- Bootstrap 通常使用 connet() 方法连接到远程的主机和端口，作为一个 Netty TCP 协议
通信中的客户端。另外，Bootstrap 也可以通过 bind() 方法绑定本地的一个端口，作为
UDP 协议通信中的一端。
-
ServerBootstrap 通常使用 bind() 方法绑定本地的端口上，然后等待客户端的连接。 -
Bootstrap 只需要配置一个线程组— EventLoopGroup ,而 ServerBootstrap 需要配置
两个线程组— EventLoopGroup ，一个用于接收连接，一个用于具体的处理。
7、请说下 Netty 线程模型？
在 Netty 主要靠 NioEventLoopGroup 线程池来实现具体的线程模型的 。
我们实现服务端的时候，一般会初始化两个线程组：
单线程模型 ：
一个线程需要执行处理所有的 accept、read、decode、process、encode、send 事件。
对于高负载、高并发，并且对性能要求比较高的场景不适用。
多线程模型
一个 Acceptor 线程只负责监听客户端的连接，一个 NIO 线程池负责具体处理 accept、
read、decode、process、encode、send 事件。满足绝大部分应用场景，并发连接量不大
的时候没啥问题，但是遇到并发连接大的时候就可能会出现问题，成为性能瓶颈。
主从多线程模型
从一个 主线程 NIO 线程池中选择一个线程作为 Acceptor 线程，绑定监听端口，接收客
户端连接的连接，其他线程负责后续的接入认证等工作。连接建立完成后，Sub NIO 线程池
负责具体处理 I/O 读写。如果多线程模型无法满足你的需求的时候，可以考虑使用主从多线程
模型 。
8、Netty 服务端和客户端的启动过程是怎样的？
服务端
\1. 首先你创建了两个 NioEventLoopGroup 对象实例：bossGroup 和 workerGroup。
交由对应的 Handler 处理。
\2. 接下来 我们创建了一个服务端启动引导/辅助类：ServerBootstrap，这个类将引导我们
进行服务端的启动工作。
\3. 通过 .group() 方法给引导类 ServerBootstrap 配置两大线程组，确定了线程模型。
\4. 通过 channel()方法给引导类 ServerBootstrap 指定了 IO 模型为 NIO
- NioServerSocketChannel ：指定服务端的 IO 模型为 NIO，与 BIO 编程模型中的
ServerSocket 对应。
- NioSocketChannel : 指定客户端的 IO 模型为 NIO， 与 BIO 编程模型中的 Socket 对
应 5.通过 .childHandler()给引导类创建一个 ChannelInitializer ，然后制定了服务端消
息的业务处理逻辑 HelloServerHandler 对象 6.调用 ServerBootstrap 类的 bind()方法
绑定端口
客户端
-
创建一个 NioEventLoopGroup 对象实例 -
创建客户端启动的引导类是 Bootstrap -
通过 .group() 方法给引导类 Bootstrap 配置一个线程组 -
通过 channel()方法给引导类 Bootstrap 指定了 IO 模型为 NIO -
通过 .childHandler()给引导类创建一个 ChannelInitializer ，然后制定了客户端消息的业
务处理逻辑 HelloClientHandler 对象
9、什么是 TCP 粘包/拆包?
TCP 粘包/拆包 就是你基于 TCP 发送数据的时候，出现了多个字符串“粘”在了一起或
者一个字符串被“拆”开的问题。
10、如何在 Netty 中解决 TCP 粘包问题？
\1. 使用 Netty 自带的解码器
- LineBasedFrameDecoder : 发送端发送数据包的时候，每个数据包之间以换行符作为分
隔，LineBasedFrameDecoder 的工作原理是它依次遍历 ByteBuf 中的可读字节，判断
是否有换行符，然后进行相应的截取。
- DelimiterBasedFrameDecoder : 可以自定义分隔符解码器，
LineBasedFrameDecoder 实际上是一种特殊的 DelimiterBasedFrameDecoder 解码
器。
- FixedLengthFrameDecoder: 固定长度解码器，它能够按照指定的长度对消息进行相应
的拆包。LengthFieldBasedFrameDecoder：
\2. 自定义序列化编解码器
在 Java 中自带的有实现 Serializable 接口来实现序列化，但由于它性能、安全性等原因
一般情况下是不会被使用到的。
通常情况下，我们使用 Protostuff、Hessian2、json 序列方式比较多，另外还有一些序
列化性能非常好的序列化方式也是很好的选择：
MsgPack 等等
**11、**TCP 长连接和短连接了解么？
我们知道 TCP 在进行读写之前，server 与 client 之间必须提前建立一个连接。建立连接
的过程，需要我们常说的三次握手，释放/关闭连接的话需要四次挥手。这个过程是比较消耗
网络资源并且有时间延迟的。
所谓，短连接说的就是 server 端 与 client 端建立连接之后，读写完成之后就关闭掉连接，
如果下一次再要互相发送消息，就要重新连接。短连接的优点很明显，就是管理和实现都比较
简单，缺点也很明显，每一次的读写都要建立连接必然会带来大量网络资源的消耗，并且连接
的建立也需要耗费时间。
长连接说的就是 client 向 server 双方建立连接之后，即使 client 与 server 完成一次读
写，它们之间的连接并不会主动关闭，后续的读写操作会继续使用这个连接。长连接的可以省
去较多的 TCP 建立和关闭的操作，降低对网络资源的依赖，节约时间。对于频繁请求资源的
客户来说，非常适用长连接。
**12、**为什么需要心跳机制？Netty 中心跳机制了解么？
在 TCP 保持长连接的过程中，可能会出现断网等网络异常出现，异常发生的时候，
client 与 server 之间如果没有交互的话，他们是无法发现对方已经掉线的。为了解决这个问
题, 我们就需要引入 心跳机制 。
心跳机制的工作原理是: 在 client 与 server 之间在一定时间内没有数据交互时, 即处于
idle 状态时, 客户端或服务器就会发送一个特殊的数据包给对方, 当接收方收到这个数据报文
后, 也立即发送一个特殊的数据报文, 回应发送方, 此即一个 PING-PONG 交互。所以, 当某一
端收到心跳消息后, 就知道了对方仍然在线, 这就确保 TCP 连接的有效性.
TCP 实际上自带的就有长连接选项，本身是也有心跳包机制，也就是 TCP 的选项：
SO_KEEPALIVE。但是，TCP 协议层面的长连接灵活性不够。所以，一般情况下我们都是在
应用层协议上实现自定义信跳机制的，也就是在 Netty 层面通过编码实现。通过 Netty 实现
心跳机制的话，核心类是 IdleStateHandler 。
**13、**讲讲 Netty 的零拷贝
零复制（英语：Zero-copy；也译零拷贝）技术是指计算机执行操作时，CPU 不需要先
将数据从某处内存复制到另一个特定区域。这种技术通常用于通过网络传输文件时节省 CPU
周期和内存带宽。
在 OS 层面上的 Zero-copy 通常指避免在 用户态(User-space) 与 内核态(Kernel-
space) 之间来回拷贝数据。而在 Netty 层面 ，零拷贝主要体现在对于数据操作的优化。
Netty 中的零拷贝体现在以下几个方面：
- 使用 Netty 提供的 CompositeByteBuf 类, 可以将多个 ByteBuf 合并为一个逻辑上的
ByteBuf, 避免了各个 ByteBuf 之间的拷贝。
- ByteBuf 支持 slice 操作, 因此可以将 ByteBuf 分解为多个共享同一个存储区域的
ByteBuf, 避免了内存的拷贝。
- 通过 FileRegion 包装的 FileChannel.tranferTo 实现文件传输, 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.
14、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，所有 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。
15、Netty 发送消息有几种方式？
Netty 有两种发送消息的方式：
中的下一个 ChannelHandler 中移动。
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