《Netty指南》是异步非阻塞通信领域的经典之作，基于版本Netty5.0编写，是首本深入介绍Netty原理和架构的技术书籍，也是作者多年实战经验的总结和浓缩。在理论方面，讲解了Netty的逻辑架构模型和核心类库的设计原理，而且对Netty在大数据、互联网、游戏行业的应用进行了深入分析；实战方面，从个Netty入门程序到私有协议栈的设计和开发，通过实际例程，由浅入深地对Netty的核心API和类库的功能和用法进行了细致讲解。
  《Netty指南》适合架构师、设计师、软件开发工程师、测试人员和其他对JavaNIO框架、Java通信感兴趣的相关人士阅读，相信通过学习《Netty指南》，能够熟悉和掌握Netty这一的异步通信框架，实现高可用分布式系统的构建。

李林锋：Netty中国推广者，现华为技术有限公司平台中间件架构与设计部设计师，公司总裁技术创新奖获得者。长期从事高性能通信软件的架构设计和开发工作，有多年在NIO领域的设计、开发和运维经验，精通NIO编程和Netty、Mina等主流NIO框架。

基础篇

 走进Java NIO 章 Java 的I/O 演进之路......2

 1.1 I/O 基础入门......3

 1.1.1 Linux 网络I/O 模型简介......3

 1.1.2 I/O 多路复用技术......6

 1.2 Java 的I/O 演进......8

 1.3 总结...... 10

 第2 章 NIO 入门...... 11

 2.1 传统的BIO 编程...... 11

 2.1.1 BIO 通信模型图...... 12

 2.1.2 同步阻塞式I/O 创建的TimeServer 源码分析...... 13

 2.1.3 同步阻塞式I/O 创建的TimeClient 源码分析...... 16

 2.2 伪异步I/O 编程...... 18

 2.2.1 伪异步I/O 模型图...... 19

 2.2.2 伪异步I/O 创建的TimeServer 源码分析...... 19

 2.2.3 伪异步I/O 弊端分析...... 21

 2.3 NIO 编程...... 24

 2.3.1 NIO 类库简介...... 24

 2.3.2 NIO 服务端序列图...... 28

 2.3.3 NIO 创建的TimeServer 源码分析...... 30

 2.3.4 NIO 客户端序列图...... 36

 2.3.5 NIO 创建的TimeClient 源码分析...... 39

 2.4 AIO 编程...... 45

 2.4.1 AIO 创建的TimeServer 源码分析...... 46

 2.4.2 AIO 创建的TimeClient 源码分析...... 51

 2.4.3 AIO 版本时间服务器运行结果...... 56

 2.5 4 种I/O 的对比...... 58

 2.5.1 概念澄清...... 58

 2.5.2 不同I/O 模型对比...... 59

 2.6 选择Netty 的理由...... 60

 2.6.1 不选择Java 原生NIO 编程的原因...... 61

 2.6.2 为什么选择Netty ...... 62

 2.7 总结...... 63

入门篇 Netty NIO 开发指南

 第3 章 Netty 入门应用...... 66

 3.1 Netty 开发环境的搭建...... 66

 3.1.1 下载Netty 的软件包...... 67

 3.1.2 搭建Netty 应用工程...... 67

 3.2 Netty 服务端开发...... 68

 3.3 Netty 客户端开发...... 73

 3.4 运行和调试...... 76

 3.4.1 服务端和客户端的运行...... 76

 3.4.2 打包和部署...... 77

 3.5 总结...... 77

 第4 章 TCP 粘包/拆包问题的解决之道...... 79

 4.1 TCP 粘包/拆包...... 79

 4.1.1 TCP 粘包/拆包问题说明...... 80

 4.1.2 TCP 粘包/拆包发生的原因...... 80

 4.1.3 粘包问题的解决策略...... 81

 4.2 未考虑TCP 粘包导致功能异常案例...... 82

 4.2.1 TimeServer 的改造...... 82

 4.2.2 TimeClient 的改造...... 83

 4.2.3 运行结果...... 84

 4.3 利用LineBasedFrameDecoder 解决TCP 粘包问题...... 85

 4.3.1 支持TCP 粘包的TimeServer ...... 86

 4.3.2 支持TCP 粘包的TimeClient...... 88

 4.3.3 运行支持TCP 粘包的时间服务器程序...... 90

 4.3.4 LineBasedFrameDecoder 和StringDecoder 的原理分析...... 91 4.4

 总结...... 92

 第5 章 分隔符和定长解码器的应用...... 93

 5.1 DelimiterBasedFrameDecoder 应用开发...... 94

 5.1.1 DelimiterBasedFrameDecoder 服务端开发...... 94

 5.1.2 DelimiterBasedFrameDecoder 客户端开发...... 97

 5.1.3 运行DelimiterBasedFrameDecoder 服务端和客户端...... 99

 5.2 FixedLengthFrameDecoder 应用开发...... 101

 5.2.1 FixedLengthFrameDecoder 服务端开发...... 101

 5.2.2 利用telnet 命令行测试EchoServer 服务端...... 103

 5.3 总结...... 104

中级篇 Netty 编解码开发指南

 第6 章 编解码技术...... 106 6.1

 Java 序列化的缺点...... 107

 6.1.1 无法跨语言...... 107

 6.1.2 序列化后的码流太大...... 107

 6.1.3 序列化性能太低...... 110

 6.2 业界主流的编解码框架...... 113

 6.2.1 Google 的Protobuf 介绍...... 113

 6.2.2 Facebook 的Thrift 介绍...... 115

 6.2.3 JBoss Marshalling 介绍...... 116

 6.3 总结...... 117

 第7 章 MessagePack 编解码...... 118

 7.1 MessagePack 介绍...... 118

 7.1.1 MessagePack 多语言支持...... 119

 7.1.2 MessagePack Java API 介绍...... 119

 7.1.3 MessagePack 开发包下载...... 120

 7.2 MessagePack 编码器和解码器开发...... 120

 7.2.1 MessagePack 编码器开发...... 120

 7.2.2 MessagePack 解码器开发...... 121

 7.2.3 功能测试...... 121

 7.3 粘包/半包支持...... 124

 7.4 总结...... 127

 第8 章 Google Protobuf 编解码...... 128

 8.1 Protobuf 的入门...... 129

 8.1.1 Protobuf 开发环境搭建...... 129

 8.1.2 Protobuf 编解码开发...... 131

 8.1.3 运行Protobuf 例程...... 133

 8.2 Netty 的Protobuf 服务端开发...... 133

 8.2.1 Protobuf 版本的图书订购服务端开发...... 134

 8.2.2 Protobuf 版本的图书订购客户端开发...... 136

 8.2.3 Protobuf 版本的图书订购程序功能测试...... 139

 8.3 Protobuf 的使用注意事项...... 140

 8.4 总结...... 142

 第9 章 JBoss Marshalling 编解码...... 143

 9.1 Marshalling 开发环境准备...... 143

 9.2 Netty 的Marshalling 服务端开发...... 144

 9.3 Netty 的Marshalling 客户端开发...... 147

 9.4 运行Marshalling 客户端和服务端例程...... 149

 9.5 总结...... 150

高级篇 Netty 多协议开发和应用

 第10 章 HTTP 协议开发应用...... 154

 10.1 HTTP 协议介绍...... 155

 10.1.1 HTTP 协议的URL ...... 155

 10.1.2 HTTP 请求消息（HttpRequest）...... 155

 10.1.3 HTTP 响应消息（HttpResponse） ...... 158

 10.2 Netty HTTP 服务端入门开发...... 159

 10.2.1 HTTP 服务端例程场景描述...... 160

 10.2.2 HTTP 服务端开发...... 160

 10.2.3 Netty HTTP 文件服务器例程运行结果...... 166

 10.3 Netty HTTP+XML 协议栈开发...... 170

 10.3.1 开发场景介绍...... 171

 10.3.2 HTTP+XML 协议栈设计...... 174

 10.3.3 高效的XML 绑定框架JiBx ...... 175

 10.3.4 HTTP+XML 编解码框架开发...... 183

 10.3.5 HTTP+XML 协议栈测试...... 199

 10.3.6 小结...... 201

 10.4 总结...... 202

 第11 章 WebSocket 协议开发...... 203

 11.1 HTTP 协议的弊端...... 204

 11.2 WebSocket 入门...... 204

 11.2.1 WebSocket 背景...... 205

 11.2.2 WebSocket 连接建立...... 206

 11.2.3 WebSocket 生命周期...... 207

 11.2.4 WebSocket 连接关闭...... 208

 11.3 Netty WebSocket 协议开发...... 209

 11.3.1 WebSocket 服务端功能介绍...... 209

 11.3.2 WebSocket 服务端开发...... 210

 11.3.3 运行WebSocket 服务端...... 218

 11.4 总结...... 219

 第12 章 私有协议栈开发...... 221

 12.1 私有协议介绍...... 221

 12.2 Netty 协议栈功能设计...... 223

 12.2.1 网络拓扑图...... 223

 12.2.2 协议栈功能描述...... 224

 12.2.3 通信模型...... 224

 12.2.4 消息定义...... 225

 12.2.5 Netty 协议支持的字段类型...... 226

 12.2.6 Netty 协议的编解码规范...... 227

 12.2.7 链路的建立...... 229

 12.2.8 链路的关闭...... 230

 12.2.9 可靠性设计...... 230

 12.2.10 安全性设计...... 232

 12.2.11 可扩展性设计...... 232

 12.3 Netty 协议栈开发...... 233

 12.3.1 数据结构定义...... 233

 12.3.2 消息编解码...... 237

 12.3.3 握手和安全认证...... 241

 12.3.4 心跳检测机制...... 245

 12.3.5 断连重连...... 248

 12.3.6 客户端代码...... 249

 12.3.7 服务端代码...... 251

 12.4 运行协议栈...... 252

 12.4.1 正常场景...... 252

 12.4.2 异常场景：服务端宕机重启...... 253

 12.4.3 异常场景：客户端宕机重启...... 256

 12.5 总结...... 256

 第13 章 服务端创建...... 258

 13.1 原生NIO 类库的复杂性...... 259

 13.2 Netty 服务端创建源码分析...... 259

 13.2.1 Netty 服务端创建时序图...... 260

 13.2.2 Netty 服务端创建源码分析...... 263

 13.3 客户端接入源码分析...... 272

 13.4 总结...... 275

 第14 章 客户端创建...... 276

 14.1 Netty 客户端创建流程分析...... 276

 14.2.1 Netty 客户端创建时序图...... 276

 14.2.2 Netty 客户端创建流程分析...... 277

 14.2 Netty 客户端创建源码分析...... 278

 14.2.1 客户端连接辅助类Bootstrap...... 278

 14.2.2 客户端连接操作...... 281

 14.2.3 异步连接结果通知...... 283

 14.2.4 客户端连接超时机制...... 284

 14.3 总结...... 286

 源码分析篇 Netty 功能介绍和源码分析

 第15 章 ByteBuf 和相关辅助类...... 288

 15.1 ByteBuf 功能说明...... 288

 15.1.1 ByteBuf 的工作原理...... 289

 15.1.2 ByteBuf 的功能介绍...... 294

 15.2 ByteBuf 源码分析...... 308

 15.2.1 ByteBuf 的主要类继承关系...... 309

 15.2.2 AbstractByteBuf 源码分析...... 310

 15.2.3 AbstractReferenceCountedByteBuf 源码分析...... 319

 15.2.4 UnpooledHeapByteBuf 源码分析...... 321

 15.2.5 PooledByteBuf 内存池原理分析...... 326

 15.2.6 PooledDirectByteBuf 源码分析...... 329

 15.3 ByteBuf 相关的辅助类功能介绍...... 332

 15.3.1 ByteBufHolder...... 332

 15.3.2 ByteBufAllocator ...... 333

 15.3.3 ComiteByteBuf ...... 334

 15.3.4 ByteBufUtil ...... 336

 15.4 总结...... 337

 第16 章 Channel 和Unsafe ...... 338

 16.1 Channel 功能说明...... 338

 16.1.1 Channel 的工作原理...... 339

 16.1.2 Channel 的功能介绍...... 340

 16.2 Channel 源码分析...... 343

 16.2.1 Channel 的主要继承关系类图...... 343

 16.2.2 AbstractChannel 源码分析...... 344

 16.2.3 AbstractNioChannel 源码分析...... 347

 16.2.4 AbstractNioByteChannel 源码分析...... 350

 16.2.5 AbstractNioMessageChannel 源码分析...... 353

 16.2.6 AbstractNioMessageServerChannel 源码分析...... 354

 16.2.7 NioServerSocketChannel 源码分析...... 355

 16.2.8 NioSocketChannel 源码分析...... 358

 16.3 Unsafe 功能说明...... 3

 16.4 Unsafe 源码分析...... 365

 16.4.1 Unsafe 继承关系类图...... 365

 16.4.2 AbstractUnsafe 源码分析...... 366

 16.4.3 AbstractNioUnsafe 源码分析...... 375

 16.4.4 NioByteUnsafe 源码分析...... 379

 16.5 总结...... 387

 第17 章 ChannelPipeline 和ChannelHandler...... 388

 17.1 ChannelPipeline 功能说明...... 389

 17.1.1 ChannelPipeline 的事件处理...... 389

 17.1.2 自定义...... 391

 17.1.3 构建pipeline ...... 392

 17.1.4 ChannelPipeline 的主要特性...... 393

 17.2 ChannelPipeline 源码分析...... 393

 17.2.1 ChannelPipeline 的类继承关系图...... 393

 17.2.2 ChannelPipeline 对ChannelHandler 的管理...... 393

 17.2.3 ChannelPipeline 的inbound 事件...... 396

 17.2.4 ChannelPipeline 的outbound 事件...... 397

 17.3 ChannelHandler 功能说明...... 398

 17.3.1 ChannelHandlerAdapter 功能说明...... 399

 17.3.2 ByteToMessageDecoder 功能说明...... 399

 17.3.3 MessageToMessageDecoder 功能说明...... 400

 17.3.4 LengthFieldBasedFrameDecoder 功能说明...... 400

 17.3.5 MessageToByteEncoder 功能说明...... 404

 17.3.6 MessageToMessageEncoder 功能说明...... 404

 17.3.7 LengthFieldPrepender 功能说明...... 405

 17.4 ChannelHandler 源码分析...... 406

 17.4.1 ChannelHandler 的类继承关系图...... 406

 17.4.2 ByteToMessageDecoder 源码分析...... 407

 17.4.3 MessageToMessageDecoder 源码分析...... 410

 17.4.4 LengthFieldBasedFrameDecoder 源码分析...... 411

 17.4.5 MessageToByteEncoder 源码分析...... 415

 17.4.6 MessageToMessageEncoder 源码分析...... 416

 17.4.7 LengthFieldPrepender 源码分析...... 417

 17.5 总结...... 418

 第18 章 EventLoop 和EventLoopGroup...... 419

 18.1 Netty 的线程模型...... 419

 18.1.1 Reactor 单线程模型...... 420

 18.1.2 Reactor 多线程模型...... 421

 18.1.3 主从Reactor 多线程模型...... 422

 18.1.4 Netty 的线程模型...... 423

 18.1.5 佳实践...... 424

 18.2 NioEventLoop 源码分析...... 425

 18.2.1 NioEventLoop 设计原理...... 425

 18.2.2 NioEventLoop 继承关系类图...... 426

 18.2.3 NioEventLoop...... 427

 18.3 总结...... 436

 第19 章 Future 和Promise ...... 438

 19.1 Future 功能...... 438

 19.2 ChannelFuture 源码分析...... 443

 19.3 Promise 功能介绍...... 445

 19.4 Promise 源码分析...... 447

 19.4.1 Promise 继承关系图...... 447

 19.4.2 DefaultPromise ...... 447

 19.5 总结...... 449

架构和行业应用篇 Netty 不错特性

 第20 章 Netty 架构剖析...... 452

 20.1 Netty 逻辑架构...... 452

 20.1.1 Reactor 通信调度层...... 453

 20.1.2 职责链ChannelPipeline ...... 453

 20.1.3 业务逻辑编排层（Service ChannelHandler）...... 454

 20.2 关键架构质量属性...... 454

 20.2.1 高性能...... 454

 20.2.2 可靠性...... 457

 20.2.3 可定制性...... 460

 20.2.4 可扩展性...... 460

 20.3 总结...... 460

 第21 章 Java 多线程编程在Netty 中的应用...... 461

 21.1 Java 内存模型与多线程编程...... 461

 21.1.1 硬件的发展和多任务处理...... 461

 21.1.2 Java 内存模型...... 462

 21.2 Netty 的并发编程实践...... 4

 21.2.1 对共享的可变数据进行正确的同步...... 4

 21.2.2 正确使用锁...... 465

 21.2.3 volatile 的正确使用...... 467

 21.2.4 CAS 指令和原子类...... 470

 21.2.5 线程安全类的应用...... 472

 21.2.6 读写锁的应用...... 476

 21.2.7 线程安全性文档说明...... 477

 21.2.8 不要依赖线程优先级...... 478

 21.3 总结...... 479

 第22 章 高性能之道...... 480

 22.1 RPC 调用性能模型分析...... 480

 22.1.1 传统RPC 调用性能差的三宗罪...... 480

 22.1.2 I/O 通信性能三原则...... 481

 22.2 Netty 高性能之道...... 482

 22.2.1 异步非阻塞通信...... 482

 22.2.2 高效的Reactor 线程模型...... 482

 22.2.3 无锁化的串行设计...... 485

 22.2.4 高效的并发编程...... 486

 22.2.5 高性能的序列化框架...... 486

 22.2.6 零拷贝...... 487

 22.2.7 内存池...... 491

 22.2.8 灵活的TCP 参数配置能力...... 494

 22.3 主流NIO 框架性能对比...... 495

 22.4 总结...... 497

 第23 章 可靠性...... 498

 23.1 可靠性需求...... 498

 23.1.1 宕机的代价...... 498

 23.1.2 Netty 可靠性需求...... 499

 23.2 Netty 高可靠性设计...... 500

 23.2.1 网络通信类故障...... 500

 23.2.2 链路的有效性检测...... 507

 23.2.3 Reactor 线程的保护...... 510

 23.2.4 内存保护...... 513

 23.2.5 流量整形...... 516

 23.2.6 优雅停机接口...... 519

 23.3 优化建议...... 520

 23.3.1 发送队列容量上限控制...... 520

 23.3.2 回推发送失败的消息...... 521

 23.4 总结...... 521

 第24 章 安全性...... 522

 24.1 严峻的安全形势...... 522

 24.1.1 OpenSSL Heart bleed 漏洞...... 522

 24.1.2 安全漏洞的代价...... 523

 24.1.3 Netty 面临的安全风险...... 523

 24.2 Netty SSL 安全特性...... 525

 24.2.1 SSL 单向认证...... 525

 24.2.2 SSL 双向认证...... 532

 24.2.3 第三方CA 认证...... 536

 24.3 Netty SSL 源码分析...... 538

 24.3.1 客户端...... 538

 24.3.2 服务端...... 541

 24.3.3 消息读取...... 544

 24.3.4 消息发送...... 545

 24.4 Netty 扩展的安全特性...... 546

 24.4.1 IP 地址黑名单机制...... 547

 24.4.2 接入认证...... 548

 24.4 总结...... 550

 第25 章 Netty 未来展望...... 551

 25.1 应用范围...... 551

 25.2 技术演进...... 552

 25.3 社区活跃度...... 552

 25.4 Road Map ...... 552

 25.5 总结...... 553

附录A Netty 参数配置表...... 554