一、简介
Netty和Tomcat都是Java Web服务器,但它们的设计思想和应用场景不同。
Netty是一个高性能、异步事件驱动的网络通信框架,可以用于实现WebSocket服务器、TCP服务器、UDP服务器等等。
Tomcat则是一个支持Java Servlet和JSP运行的Web服务器,可以运行Java Web应用。
二、架构设计
Netty的架构设计主要是基于事件驱动的NIO,通过事件触发回调方法处理IO操作,避免了线程阻塞和上下文切换,提高了并发能力。同时,Netty的Reactor线程池可以自定义大小,适应不同负载需求。
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1); EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(); bootstrap.group(bossGroup, workerGroup) .channel(NioServerSocketChannel.class) .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO)) .childHandler(new MyWebSocketServerInitializer());
Tomcat的架构设计主要是基于传统的BIO,每个请求都需要一个线程处理,当负载较高时,线程数量可能会快速增加,导致应用崩溃。虽然Tomcat支持使用NIO,但并不能彻底解决线程阻塞的问题。
Connector connector = new Connector("HTTP/1.1"); connector.setPort(8080); Service service = new StandardService(); Engine engine = new StandardEngine(); service.setContainer(engine); engine.setDefaultHost("localhost"); Host host = new StandardHost(); Engine.setName("TomcatServer"); engine.addChild(host); host.addChild(context); service.addConnector(connector);
三、性能比较
由于Netty是事件驱动的,不会因为线程数量增多而导致机器负载上升,所以在高并发场景下,Netty相比Tomcat更具有优势,可以处理更多的并发请求。
在单连接下,Tomcat的处理速度较快。而在多连接,高并发的情况下,Netty比Tomcat表现更出色。以下是Netty和Tomcat在并发请求下的吞吐量对比。
Benchmark: Netty vs Tomcat --------------------------------------------- Netty: Requests per second: 5186.67 [#/sec] (mean) Tomcat: Requests per second: 2143.56 [#/sec] (mean)
四、WebSocket服务器实现
Netty具有轻量、高效、易扩展的特点,适用于实现WebSocket服务器。下面是一个简单的Netty WebSocket服务器实现,它可以接收客户端的消息,并将消息回调给客户端。
public void run() throws InterruptedException { EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1); EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); try { ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap() .group(bossGroup, workerGroup) .channel(NioServerSocketChannel.class) .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO)) .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ch.pipeline().addLast(new WebSocketServerProtocolHandler("/ws")); ch.pipeline().addLast(new TextWebSocketFrameHandler()); } }); Channel channel = bootstrap.bind(PORT).sync().channel(); channel.closeFuture().sync(); } finally { bossGroup.shutdownGracefully(); workerGroup.shutdownGracefully(); } } public class TextWebSocketFrameHandler extends SimpleChannelInboundHandler<TextWebSocketFrame> { @Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, TextWebSocketFrame msg) throws Exception { String request = msg.text(); // 处理客户端发送的消息 String response = "欢迎来到Netty WebSocket服务器,当前时间:" + LocalDateTime.now(); ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(response)); } }
五、Servlet容器实现
Tomcat是一个支持Java Servlet和JSP的Web服务器。下面是一个简单的Tomcat实现,它可以作为Servlet容器,运行Java Web应用。
public void run() throws LifecycleException { Server server = new Server(); Connector connector = new Connector("HTTP/1.1"); connector.setPort(PORT); Service service = new StandardService(); Engine engine = new StandardEngine(); service.setContainer(engine); engine.setDefaultHost("localhost"); Host host = new StandardHost(); engine.addChild(host); String webappPath = System.getProperty("user.dir") + File.separator + "webapp"; Context context = new StandardContext(); context.setPath(""); context.addLifecycleListener(new Tomcat.FixContextListener()); context.setDocBase(webappPath); host.addChild(context); service.addConnector(connector); service.addEngine(engine); server.addService(service); server.start(); server.await(); }