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第1章 Java的IO演进之路
第2章 NIO入门
第3章 Netty入门应用
第4章 TCP粘包、拆包问题的解决之道
第5章分隔符和定长解码器的应用
第6章编解码技术
第7章 Java序列化
第8章 Google Protobuf编解码
第9章 JBoss Marshalling编解码
第10章 HTTP协议开发应用
第11章 WebSocket协议开发
第12章 UDP协议开发
第13章文件传输
第14章私有协议栈开发
第15章 ByteBuf和相关辅助类
第16章 Channel和Unsafe
第17章 ChannelPipeline和ChannelHandler
第18章 EventLoop和EventLoopGroup
第19章 Future和Promise
第20章 Java多线程编程在Netty中的应用
第21章 Netty架构剖析
第22章 Netty行业应用
第23章 Netty未来展望

图书类别

基础篇 走进Java NIO

第1 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 伪异步式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.........................................................................
31

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.........................................................................
52

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................................................................................................
60

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.................................................................................................................................
78

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................................................... 88

4.3.1 支持TCP 粘包的TimeServer
................................................................................
88

4.3.2 支持TCP
粘包的TimeClient.................................................................................
90

4.3.3 运行支持TCP
粘包的时间服务器程序.................................................................
93

4.3.4 LineBasedFrameDecoder 和StringDecoder
的原理分析......................................... 98

4.4
总结.................................................................................................................................
99

第5 章
分隔符和定长解码器的应用......................................................................................
100

5.1 DelimiterBasedFrameDecoder
应用开发.................................................................... 101

5.1.1 DelimiterBasedFrameDecoder
服务端开发........................................................... 101

5.1.2 DelimiterBasedFrameDecoder
客户端开发........................................................... 104

5.1.3 运行DelimiterBasedFrameDecoder
服务端和客户端........................................... 106

5.2 FixedLengthFrameDecoder
应用开发........................................................................
108

5.2.1 FixedLengthFrameDecoder
服务端开发............................................................... 108

5.2.2 利用telnet 命令行测试EchoServer
服务端......................................................... 110

5.3
总结...............................................................................................................................
111

中级篇 Netty 编解码开发指南

第6 章
编解码技术...................................................................................................................
114

6.1 Java
序列化的缺点......................................................................................................
115

6.1.1
无法跨语言.........................................................................................................
115

6.1.2
序列化后的码流太大..........................................................................................
115

6.1.3
序列化性能太低..................................................................................................
118

6.2
业界主流的编解码框架..............................................................................................
121

6.2.1 Google 的Protobuf
介绍......................................................................................
121

6.2.2 Facebook 的Thrift
介绍......................................................................................
123

6.2.3 JBoss Marshalling
介绍.......................................................................................
124

6.3
总结...............................................................................................................................
125

第7 章 Java
序列化..................................................................................................................
126

7.1 Netty Java
序列化服务端开发....................................................................................
126

7.2 Java 序列化Netty
客户端开发...................................................................................
132

7.3
运行结果.......................................................................................................................
135

7.4
总结...............................................................................................................................
137

第8 章 Google Protobuf
编解码............................................................................................
138

8.1 Protobuf
的入门............................................................................................................
139

8.1.1 Protobuf
开发环境搭建.......................................................................................
139

8.1.2 Protobuf
编解码开发...........................................................................................
141

8.1.3 运行Protobuf
例程..............................................................................................
143

8.2 Netty 的Protobuf
服务端开发....................................................................................
143

8.2.1 Protobuf
版本的图书订购服务端开发.................................................................
144

8.2.2 Protobuf
版本的图书订购客户端开发.................................................................
146

8.2.3 Protobuf
版本的图书订购程序功能测试.............................................................
149

8.3 Protobuf
的使用注意事项...........................................................................................
152

8.4
总结...............................................................................................................................
153

第9 章 JBoss Marshalling
编解码.........................................................................................
154

9.1 Marshalling
开发环境准备..........................................................................................
154

9.2 Netty 的Marshalling
服务端开发..............................................................................
155

9.3 Netty 的Marshalling
客户端开发..............................................................................
158

9.4 运行Marshalling
客户端和服务端例程....................................................................
160

9.5
总结...............................................................................................................................
162

高级篇 Netty 多协议开发和应用

第10 章 HTTP
协议开发应用.................................................................................................
164

10.1 HTTP
协议介绍..........................................................................................................
165

10.1.1 HTTP 协议的URL
............................................................................................
165

10.1.2 HTTP
请求消息（HttpRequest）.......................................................................
165

10.1.3 HTTP 响应消息（HttpResponse）
.................................................................... 168

10.2 Netty HTTP
服务端入门开发...................................................................................
169

10.2.1 HTTP
服务端例程场景描述..............................................................................
170

10.2.2 HTTP
服务端开发.............................................................................................
170

10.2.3 Netty HTTP
文件服务器例程运行结果.............................................................
178

10.3 Netty HTTP+XML
协议栈开发................................................................................
182

10.3.1
开发场景介绍...................................................................................................
183

10.3.2 HTTP+XML
协议栈设计...................................................................................
186

10.3.3 高效的XML 绑定框架JiBx
..............................................................................
187

10.3.4 HTTP+XML
编解码框架开发...........................................................................
195

10.3.5 HTTP+XML
协议栈测试...................................................................................
211

10.3.6
小结..................................................................................................................
213

10.4
总结.............................................................................................................................
214

第11 章 WebSocket
协议开发...............................................................................................
215

11.1 HTTP
协议的弊端......................................................................................................
216

11.2 WebSocket
入门..........................................................................................................
216

11.2.1 WebSocket
背景.................................................................................................
217

11.2.2 WebSocket
连接建立.........................................................................................
218

11.2.3 WebSocket
生命周期.........................................................................................
219

11.2.4 WebSocket
连接关闭.........................................................................................
220

11.3 Netty WebSocket
协议开发.......................................................................................
221

11.3.1 WebSocket
服务端功能介绍..............................................................................
221

11.3.2 WebSocket
服务端开发......................................................................................
222

11.3.3 运行WebSocket
服务端.....................................................................................
230

11.4
总结.............................................................................................................................
231

第12 章 UDP
协议开发...........................................................................................................
233

12.1 UDP
协议简介............................................................................................................
234

12.2 UDP
服务端开发........................................................................................................
235

12.3 UDP
客户端开发........................................................................................................
238

12.4 运行UDP
例程...........................................................................................................
240

12.5
总结.............................................................................................................................
241

第13 章
文件传输.....................................................................................................................
242

13.1
文件的基础知识.........................................................................................................
243

13.1.1
文件的概念.......................................................................................................
243

13.1.2
文件路径...........................................................................................................
243

13.1.3
文件名称...........................................................................................................
244

13.1.4 FileChannel
简介...............................................................................................
244

13.2 Netty
文件传输开发..................................................................................................
245

13.3 运行Netty
文件传输服务例程.................................................................................
248

13.4
总结.............................................................................................................................
250

第14 章
私有协议栈开发.........................................................................................................
251

14.1
私有协议介绍.............................................................................................................
251

14.2 Netty
协议栈功能设计..............................................................................................
253

14.2.1
网络拓扑图.......................................................................................................
253

14.2.2
协议栈功能描述................................................................................................
254

14.2.3
通信模型...........................................................................................................
254

14.2.4
消息定义...........................................................................................................
255

14.2.5 Netty
协议支持的字段类型...............................................................................
256

14.2.6 Netty
协议的编解码规范...................................................................................
257

14.2.7
链路的建立.......................................................................................................
259

14.2.8
链路的关闭.......................................................................................................
260

14.2.9
可靠性设计.......................................................................................................
260

14.2.10
安全性设计.....................................................................................................
262

14.2.11
可扩展性设计..................................................................................................
262

14.3 Netty
协议栈开发.......................................................................................................
263

14.3.1
数据结构定义...................................................................................................
263

14.3.2
消息编解码.......................................................................................................
267

14.3.3
握手和安全认证................................................................................................
271

14.3.4
心跳检测机制...................................................................................................
275

14.3.5
断连重连...........................................................................................................
278

14.3.6
客户端代码.......................................................................................................
279

14.3.7
服务端代码.......................................................................................................
281

14.4
运行协议栈.................................................................................................................
282

14.4.1
正常场景...........................................................................................................
282

14.4.2
异常场景：服务端宕机重启.............................................................................
283

14.4.3
异常场景：客户端宕机重启.............................................................................
286

14.5
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.............................................................................................
290

15.1 ByteBuf
功能说明......................................................................................................
290

15.1.1 ByteBuf
的工作原理..........................................................................................
291

15.1.2 ByteBuf
的功能介绍..........................................................................................
296

15.2 ByteBuf
源码分析......................................................................................................
310

15.2.1 ByteBuf
的主要类继承关系..............................................................................
311

15.2.2 AbstractByteBuf
源码分析.................................................................................
312

15.2.3 AbstractReferenceCountedByteBuf
源码分析..................................................... 321

15.2.4 UnpooledHeapByteBuf
源码分析.......................................................................
323

15.2.5 PooledByteBuf
内存池原理分析........................................................................
328

15.2.6 PooledDirectByteBuf
源码分析..........................................................................
331

15.3 ByteBuf
相关的辅助类功能介绍.............................................................................
334

15.3.1
ByteBufHolder...................................................................................................
334

15.3.2 ByteBufAllocator
...............................................................................................
335

15.3.3 CompositeByteBuf
.............................................................................................
336

15.3.4 ByteBufUtil
.......................................................................................................
338

15.4
总结.............................................................................................................................
339

第16 章 Channel 和Unsafe
...................................................................................................
340

16.1 Channel
功能说明.....................................................................................................
340

16.1.1 Channel
的工作原理..........................................................................................
341

16.1.2 Channel
的功能介绍..........................................................................................
342

16.2 Channel
源码分析......................................................................................................
345

16.2.1 Channel
的主要继承关系类图...........................................................................
345

16.2.2 AbstractChannel
源码分析.................................................................................
346

16.2.3 AbstractNioChannel
源码分析...........................................................................
349

16.2.4 AbstractNioByteChannel
源码分析.................................................................... 352

16.2.5 AbstractNioMessageChannel
源码分析.............................................................. 356

16.2.6 AbstractNioMessageServerChannel
源码分析.................................................... 357

16.2.7 NioServerSocketChannel
源码分析.................................................................... 358

16.2.8 NioSocketChannel
源码分析..............................................................................
360

16.3 Unsafe
功能说明........................................................................................................
366

16.4 Unsafe
源码分析........................................................................................................
367

16.4.1 Unsafe
继承关系类图........................................................................................
367

16.4.2 AbstractUnsafe
源码分析...................................................................................
367

16.4.3 AbstractNioUnsafe
源码分析.............................................................................
377

16.4.4 NioByteUnsafe
源码分析...................................................................................
380

16.5
总结.............................................................................................................................
387

第17 章 ChannelPipeline
和ChannelHandler....................................................................
389

17.1 ChannelPipeline
功能说明.........................................................................................
390

17.1.1 ChannelPipeline
的事件处理.............................................................................
390

17.1.2
自定义拦截器...................................................................................................
392

17.1.3 构建pipeline
.....................................................................................................
393

17.1.4 ChannelPipeline
的主要特性.............................................................................
394

17.2 ChannelPipeline
源码分析.........................................................................................
394

17.2.1 ChannelPipeline
的类继承关系图......................................................................
394

17.2.2 ChannelPipeline 对ChannelHandler
的管理....................................................... 394

17.2.3 ChannelPipeline 的inbound
事件....................................................................... 397

17.2.4 ChannelPipeline 的outbound
事件..................................................................... 398

17.3 ChannelHandler
功能说明.........................................................................................
399

17.3.1 ChannelHandlerAdapter
功能说明.....................................................................
400

17.3.2 ByteToMessageDecoder
功能说明.....................................................................
400

17.3.3 MessageToMessageDecoder
功能说明............................................................... 401

17.3.4 LengthFieldBasedFrameDecoder
功能说明........................................................ 402

17.3.5 MessageToByteEncoder
功能说明......................................................................
405

17.3.6 MessageToMessageEncoder
功能说明................................................................ 406

17.3.7 LengthFieldPrepender
功能说明........................................................................
406

17.4 ChannelHandler
源码分析.........................................................................................
407

17.4.1 ChannelHandler
的类继承关系图......................................................................
407

17.4.2 ByteToMessageDecoder
源码分析.....................................................................
408

17.4.3 MessageToMessageDecoder
源码分析............................................................... 411

17.4.4 LengthFieldBasedFrameDecoder
源码分析........................................................ 413

17.4.5 MessageToByteEncoder
源码分析......................................................................
417

17.4.6 MessageToMessageEncoder
源码分析................................................................ 418

17.4.7 LengthFieldPrepender
源码分析........................................................................
419

17.5
总结.............................................................................................................................
420

第18 章 EventLoop
和EventLoopGroup.............................................................................
421

18.1 Netty
的线程模型.......................................................................................................
421

18.1.1 Reactor
单线程模型...........................................................................................
422

18.1.2 Reactor
多线程模型...........................................................................................
423

18.1.3 主从Reactor
多线程模型..................................................................................
424

18.1.4 Netty
的线程模型..............................................................................................
425

18.1.5
最佳实践...........................................................................................................
427

18.2 NioEventLoop
源码分析...........................................................................................
427

18.2.1 NioEventLoop
设计原理....................................................................................
427

18.2.2 NioEventLoop
继承关系类图............................................................................
428

18.2.3
NioEventLoop....................................................................................................
429

18.3
总结.............................................................................................................................
440

第19 章 Future 和Promise
....................................................................................................
441

19.1 Future
功能.................................................................................................................
441

19.2 ChannelFuture
源码分析...........................................................................................
446

19.3 Promise
功能介绍......................................................................................................
448

19.4 Promise
源码分析......................................................................................................
450

19.4.1 Promise
继承关系图..........................................................................................
450

19.4.2 DefaultPromise
..................................................................................................
450

19.5
总结.............................................................................................................................
453

架构和行业应用篇 Netty 高级特性

第20 章 Java 多线程编程在Netty
中的应用.......................................................................
456

20.1 Java
内存模型与多线程编程....................................................................................
456

20.1.1
硬件的发展和多任务处理.................................................................................
456

20.1.2 Java
内存模型...................................................................................................
457

20.2 Netty
的并发编程实践..............................................................................................
459

20.2.1
对共享的可变数据进行正确的同步..................................................................
459

20.2.2
正确的使用锁...................................................................................................
460

20.2.3 volatile
的正确使用...........................................................................................
462

20.2.4 CAS
指令和原子类...........................................................................................
465

20.2.5
线程安全类的应用............................................................................................
467

20.2.6
读写锁的应用...................................................................................................
470

20.2.7
线程安全性文档说明........................................................................................
472

20.2.8
不要依赖线程优先级........................................................................................
473

20.3
总结.............................................................................................................................
474

第21 章 Netty
架构剖析..........................................................................................................
475

21.1 Netty
逻辑架构...........................................................................................................
475

21.1.1 Reactor
通信调度层...........................................................................................
476

21.1.2 职责链ChannelPipeline
.....................................................................................
476

21.1.3 业务逻辑编排层（Service
ChannelHandler）.................................................... 477

21.2
关键架构质量属性....................................................................................................
477

21.2.1
高性能...............................................................................................................
477

21.2.2
可靠性...............................................................................................................
480

21.2.3
可定制性...........................................................................................................
483

21.2.4
可扩展性...........................................................................................................
483

21.3
总结.............................................................................................................................
483

第22 章 Netty
行业应用..........................................................................................................
484

22.1 Netty
在互联网行业的应用......................................................................................
485

22.1.1
传统垂直架构面临的问题.................................................................................
485

22.1.2 阿里分布式服务框架Dubbo
.............................................................................
485

22.1.3 Dubbo
的架构介绍............................................................................................
487

22.1.4 Netty 在Dubbo
中的应用..................................................................................
489

22.1.5 Dubbo 框架集成Netty
源码分析.......................................................................
491

22.2 Netty
在大数据领域的应用......................................................................................
496

22.3 Netty
在游戏行业的应用..........................................................................................
497

22.3.1
游戏服务端架构介绍........................................................................................
498

22.3.2 Netty
在游戏服务端的应用...............................................................................
501

22.4
总结.............................................................................................................................
502

第23 章 Netty
未来展望..........................................................................................................
503

23.1
应用范围.....................................................................................................................
503

23.2
技术演进.....................................................................................................................
504

23.3
社区活跃度.................................................................................................................
504

23.4 Road Map
....................................................................................................................
504

23.5
总结.............................................................................................................................
505

附录 Netty
参数配置表.............................................................................................................
506

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高可靠系统构建指南：服务稳定性建设与技术债务治理

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