Netty和原生Java的性能比较

淩亂°似流年 2023-10-13 16:44 36阅读 0赞

> Netty是基于异步事件循环的网络应用编程方法，常用于快速开发高性能的网络服务器和客户端程序。本文将通过代码测试Netty和Java本地服务器对比出Netty的优势。

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Netty是一种基于异步事件循环的网络应用编程方法。本文对比Netty与Java的本地服务器。虽然目前本地服务器使用的人不多，但我仍要找出netty比本地服务器的好处有多少。让我们开始吧。

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### 1 测试设置 ###

测试是在16G内存的MacBook Pro M1上执行的。

软件的版本是：

*  Netty 4.1.91 (Java v20)
 *  Java v20

这两种情况下的hello world HTTP服务器代码如下：

### 2 Netty ###

#### 2.1 HttpHelloWorldServer.java ####

package com.example.demo;
    
    import io.netty.channel.Channel;
    import io.netty.channel.ChannelOption;
    import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
    import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
    import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
    
    public final class HttpHelloWorldServer {
    
        static final int PORT = 3000;
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
    
            NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
            NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
            try {
                ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
                b.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024);
                b.group(bossGroup, workerGroup)
                 .channel(NioServerSocketChannel.class)
                 .childHandler(new HttpHelloWorldServerInitializer());
    
                Channel ch = b.bind(PORT).sync().channel();
                ch.closeFuture().sync();
            } finally {
                bossGroup.shutdownGracefully();
                workerGroup.shutdownGracefully();
            }
        }
    }

#### 2.2 HttpHelloWorldServerInitializer.java ####

package com.example.demo;
    
    import io.netty.channel.ChannelInitializer;
    import io.netty.channel.ChannelPipeline;
    import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
    import io.netty.handler.codec.compression.CompressionOptions;
    import io.netty.handler.codec.http.HttpContentCompressor;
    import io.netty.handler.codec.http.HttpServerCodec;
    import io.netty.handler.codec.http.HttpServerExpectContinueHandler;
    
    
    public class HttpHelloWorldServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    
        @Override
        public void initChannel(SocketChannel ch) {
            ChannelPipeline p = ch.pipeline();
            p.addLast(new HttpServerCodec());
            p.addLast(new HttpContentCompressor((CompressionOptions[]) null));
            p.addLast(new HttpServerExpectContinueHandler());
            p.addLast(new HttpHelloWorldServerHandler());
        }
    }

#### 2.3 HttpHelloWorldServerHandler.java ####

package com.example.demo;
    
    import io.netty.buffer.Unpooled;
    import io.netty.channel.ChannelFuture;
    import io.netty.channel.ChannelFutureListener;
    import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
    import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
    import io.netty.handler.codec.http.DefaultFullHttpResponse;
    import io.netty.handler.codec.http.FullHttpResponse;
    import io.netty.handler.codec.http.HttpObject;
    import io.netty.handler.codec.http.HttpRequest;
    import io.netty.handler.codec.http.HttpUtil;
    
    import static io.netty.handler.codec.http.HttpHeaderNames.CONNECTION;
    import static io.netty.handler.codec.http.HttpHeaderNames.CONTENT_LENGTH;
    import static io.netty.handler.codec.http.HttpHeaderNames.CONTENT_TYPE;
    import static io.netty.handler.codec.http.HttpHeaderValues.CLOSE;
    import static io.netty.handler.codec.http.HttpHeaderValues.KEEP_ALIVE;
    import static io.netty.handler.codec.http.HttpHeaderValues.TEXT_PLAIN;
    import static io.netty.handler.codec.http.HttpResponseStatus.OK;
    
    public class HttpHelloWorldServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<HttpObject> {
        private static final byte[] CONTENT = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'W', 'o', 'r', 'l', 'd', '!' };
    
        @Override
        public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) {
            ctx.flush();
        }
    
        @Override
        public void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, HttpObject msg) {
            if (msg instanceof HttpRequest) {
                HttpRequest req = (HttpRequest) msg;
    
                boolean keepAlive = HttpUtil.isKeepAlive(req);
                FullHttpResponse response = new DefaultFullHttpResponse(req.protocolVersion(), OK,
                                                                        Unpooled.wrappedBuffer(CONTENT));
                response.headers()
                        .set(CONTENT_TYPE, TEXT_PLAIN)
                        .setInt(CONTENT_LENGTH, response.content().readableBytes());
    
                if (keepAlive) {
                    if (!req.protocolVersion().isKeepAliveDefault()) {
                        response.headers().set(CONNECTION, KEEP_ALIVE);
                    }
                } else {
                    response.headers().set(CONNECTION, CLOSE);
                }
    
                ChannelFuture f = ctx.write(response);
    
                if (!keepAlive) {
                    f.addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
                }
            }
        }
    
        @Override
        public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
            cause.printStackTrace();
            ctx.close();
        }
    }

### 3 Native Java ###

import java.io.IOException;
    import java.io.OutputStream;
    import java.net.InetSocketAddress;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    import com.sun.net.httpserver.HttpExchange;
    import com.sun.net.httpserver.HttpHandler;
    import com.sun.net.httpserver.HttpServer;
    
    public class NativeHelloWorldServer {
    
      public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpServer server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(3000), 0);
        server.createContext("/", new MyHandler());
        server.setExecutor(Executors.newCachedThreadPool());
        server.start();
      }
    
      static class MyHandler implements HttpHandler {
        @Override
        public void handle(HttpExchange t) throws IOException {
          String response = "Hello world!";
          t.sendResponseHeaders(200, response.length());
          OutputStream os = t.getResponseBody();
          os.write(response.getBytes());
          os.close();
        }
      }
    }

### 4 执行 ###

每个测试都是针对5M（500万）请求执行的，测试是针对10、100和300个并发连接执行的。负载测试是使用Bombardier HTTP测试工具。在进行读数之前，先进行1000个请求的预热。

以下是显示每个并发级别的结果的表格：

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![849c53cc214fd002ee1c35f8e27637e2.png][]

### 5 分析结果 ###

可以看出，与Java本地服务器相比，Netty确实带来了很大的改进，更具性能优势。

**WINNER:** Netty

### 推荐书单 ###

#### 《Netty源码全解与架构思维》 ####

Netty是目前市面上使用率较高的网络编程库。它的架构设计非常明确且层次分明，源码较为易懂，其中包装了Java NIO（New IO，新IO）的三大组件：Selector、Channel、ByteBuffer，提供了简单易用高效的网络通信库，其中还实现了自己的内存池管理。Netty的设计基于Jemalloc内存管理库，同时也实现了很多开封即用的应用层协议编码与解码器。本书通过常用的TCP协议完整诠释了Netty的架构设计与思想，省略了Java语言层面的一些基础知识，例如变量、面向对象、泛型等Java SE的基础。

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