Netty、Redis、Zookeeper高并发实战 PDF 电子书 免费获取

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移动时代、5G时代、物联网时代的大幕已经开启，它们对于高性能、高并发的开发知识和技术的要求，抬升了Java工程师的学习台阶和面试门门槛。

大公司的面试题从某个侧面映射出生产场景中对专项技术的要求。高并发的面试题以前基本是BAT等大公司的专利，现在几乎蔓延至与Java项目相关的整个行业。例如，与JavaNI0、Reactor模式、高性能通信、分布式锁、分布式ID、分布式缓存、高并发架构等技术相关的面试题，从以前的加分题变成了现在的基础题，这也.映射出开发Java项目所必需的技术栈:分布式Java框架、Redis缓存、分布式搜索ElasticSearch、分布式协调ZooKeeper、消息队列Kafka、高性能通信框架Netty。

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高并发时代已然到来，Netty、Redis、ZooKeeper是高并发时代的必备工具

从基础讲起。IO的原理和模型是隐藏在编程知识底下的，是开发人员必须掌握的基础原理,是基础的基础，更是通关大公司面试的必备知识。本章从操作系统的底层原理入手，通过图文并茂的方式，为大家深入剖析高并发IO的底层原理,并介绍如何通过设置来让操作系统支持高并发。

高性能的Java通信,绝对离不开Java NI0技术，现在主流的技术框架或中间件服务器，都使用了Java NI0技术，譬如Tomcat、Jetty、Netty。学习和掌握NIO技术，已经不是一项加分技能，而是一项必备技能。不管是面试，还是实际开发，作为Java的“攻城狮”(工程师的谐音)，都必须掌握NI0的原理和开发实践技能。

从基础讲起。Reactor反应器模式是高性能网络编程在设计和架构层面的基础模式。为什么呢?只有彻底了解反应器的原理，才能真正构建好高性能的网络应用，才能轻松地学习和掌握Netty框架。同时，反应器模式也:是BAT级别大公司必不可少的面试题。

随着业务模块系统越来越多,各个系统的业务架构变得越来越错综复杂，特别是这几年微服务架构的兴起,跨设备跨服务的接口调用越来越频繁。打个简单的比方:现在的一个业务流程，可能需要调用N次第三方接口，获取N种上游数据。因此，面临一个大的问题是:如何高效率地异步去调取这些接口,然后同步去处理这些接口的返回结果呢?这里涉及线程的异步回调问题,这也是高并发的一个基础问题。

在Netty源代码中，大量地使用了异步回调技术，并且基于Java的异步回调设计了自己的一整套异步回调接口和实现。

在本章中，我们从JavaFuture异步回调技术入手，然后介绍比较常用的第三方异步回调技术一一谷歌公司的Guava Future相关技术，最后介绍一下Netty的异步回调技术。总之，学习高并发编程，掌握异步回调技术是编程人员必须具备的一项基础技术。

首先引用Netty官网的内容对Netty进行一个正式的介绍。

Netty是为了快速开发可维护的高性能、高可扩展、网络服务器和客户端程序而提供的异步事件驱动基础框架和工具。换句话说，Netty是-个Java NI0客户端/服务器框架。基于Netty,可以快速轻松地开发网络服务器和客户端的应用程序。与直接使用Java NI0相比，Netty给大家造出了一个非常优美的轮子，它可以大大简化了网络编程流程。例如，Netty极大地简化TCP、UDP套接字、HTTP Web服务程序的开发。

Netty的目标之一，是要使开发可以做到“快速和轻松”。除了做到“快速和轻松”的开发TCP/UDP等自定义协议的通信程序之外，Netty经过精心设计，还可以做到“快速和轻松”地开发应用层协议的程序，如FTP、 SMTP 、 HTTP以及其他的传统应用层协议。

Netty的目标之二，是要做到高性能、高可扩展性。基于Java的NIO, Netty设计了-套优秀的Reactor反应器模式。后面会详细介绍Netty中反应器模式的实现。在基于Netty的反应器模式实现中的Channel(通道)、Handler (处理器)等基类，能快速扩展以覆盖不同协议、完成不同业务处理的大量应用类。

大家知道, Netty从底层Jav a通道读到ByteBuf =进制数据，传入Netty通道的流水线，随后开始入站处理。

在入站处理过程中,需要将ByteBuf二进制类型,解码成Java P0J0对象。这个解码过程，可以通过Netty的Decoder 解码器去完成。

在出站处理过程中，业务处理后的结果(出站数据) ,需要从某个Java P0J0对象，编码为最终的ByteBuf 二进制数据，然后通过底层Java通道发送到对端。在编码过程中，需要用到Net ty的Encoder编码器去完成数据的编码工作。

我们在开发-些远程过程调用(RPC) 的程序时，通常会涉及对象的序列化/反序列化的问题，例如一个“Person”对象从客户端通过TCP方式发送到服务器端;因为TCP协议(UDP等 这种低层协议)只能发送字节流，所以需要应用层将Java P0JO对 象序列化成字节流， 数据接收端再反序列化成Java P0J0对象即可。

Netty应用的综合实践篇:将综合使用前面学到的编码器、解码器、业务处理器等知识，完成一个聊天系统的设计和实现。

ZooKeeper (本书也简称ZK)是Hadoop的正式子项目,它是-个针对大型分布式系统的可靠协调系统，提供的功能包括:配置维护、名字服务、分布式同步、组服务等。

ZooKeeper的目标就是封装好复杂易出错的关键服务,将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。

ZooKeeper在实际生产环境中应用非常广泛,例如S0A的服务监控系统、Hadoop、Spark的分布式调度系统。

缓存是一个很简单的问题，为什么要用缓存?主要原因是数据库的查询比较耗时，而使用缓存能大大节省数据访问的时间。举个例子，假如表中有2千万个用户信息，在加载用户信息时，-次数据库查询大致的时间在数百毫秒级别。这仅仅是一次查询，如果是频繁多次的数据库查询，效率就会更低。

提升效率的通用做法是把数据加入缓存，每次加载数据之前，先去缓存中加载，如果为空，再去查询数据库并将数据加入缓存，这样可以大大提高数据访问的效率。

结合分布式缓存Redis、分布式协调ZooKeeper、高性能通信Netty,从架构的维度，设计一套亿级IM通信的高并发应用方案。并从学习和实战的角度出发，将联合“疯狂创客圈”社群的高性能发烧友们，-起持续迭代出一个支持亿级流量的IM项目,暂时命名为“CrazyIM"。

资料目录： 前言 第1章 高并发时代的必备技能 1 1.1 Netty为何这么火 1 1.1.1 Netty火热的程度 1 1.1.2 Netty是面试的必杀器 2 1.2 高并发利器Redis 2 1.2.1 什么是Redis 2 1.2.2 Redis成为缓存事实标准的原因 3 1.3 分布式利器ZooKeeper 3 1.3.1 什么是ZooKeeper 3 1.3.2 ZooKeeper的优势 4 1.4 高并发IM的综合实践 4 1.4.1 高并发IM的学习价值 4 1.4.2 庞大的应用场景 5 1.5 Netty、Redis、ZooKeeper实践计划 5 1.5.1 第1天：Java NIO实践 5 1.5.2 第2天：Reactor反应器模式实践 6 1.5.3 第3天：异步回调模式实践 7 1.5.4 第4天：Netty基础实践 8 1.5.5 第5天：解码器（Decoder）与编码器（Encoder）实践 9 1.5.6 第6天：JSON和ProtoBuf序列化实践 11 1.5.7 第7~10天：基于Netty的单聊实战 12 1.5.8 第11天：ZooKeeper实践计划 14 1.5.9 第12天：Redis实践计划 14 1.6 本章小结 16 第2章 高并发IO的底层原理 17 2.1 IO读写的基础原理 17 2.1.1 内核缓冲区与进程缓冲区 18 2.1.2 详解典型的系统调用流程 18 2.2 四种主要的IO模型 19 2.2.1 同步阻塞IO（Blocking IO） 20 2.2.2 同步非阻塞NIO（None Blocking IO） 21 2.2.3 IO多路复用模型（IO Multiplexing） 22 2.2.4 异步IO模型（Asynchronous IO） 23 2.3 通过合理配置来支持百万级并发连接 24 2.4 本章小结 26 第3章 Java NIO通信基础详解 27 3.1 Java NIO简介 27 3.1.1 NIO和OIO的对比 28 3.1.2 通道（Channel） 28 3.1.3 Selector 选择器 28 3.1.4 缓冲区（Buffer） 29 3.2 详解NIO Buffer类及其属性 29 3.2.1 Buffer类 29 3.2.2 Buffer类的重要属性 29 3.2.3 4个属性的小结 31 3.3 详解NIO Buffer类的重要方法 31 3.3.1 allocate()创建缓冲区 31 3.3.2 put()写入到缓冲区 32 3.3.3 flip()翻转 33 3.3.4 get()从缓冲区读取 34 3.3.5 rewind()倒带 35 3.3.6 mark( )和reset( ) 37 3.3.7 clear( )清空缓冲区 38 3.3.8 使用Buffer类的基本步骤 38 3.4 详解NIO Channel（通道）类 38 3.4.1 Channel（通道）的主要类型 39 3.4.2 FileChannel文件通道 39 3.4.3 使用FileChannel完成文件复制的实践案例 41 3.4.4 SocketChannel套接字通道 42 3.4.5 使用SocketChannel发送文件的实践案例 44 3.4.6 DatagramChannel数据报通道 46 3.4.7 使用DatagramChannel数据包通道发送数据的实践案例 47 3.5 详解NIO Selector选择器 49 3.5.1 选择器以及注册 49 3.5.2 SelectableChannel可选择通道 50 3.5.3 SelectionKey选择键 50 3.5.4 选择器使用流程 50 3.5.5 使用NIO实现Discard服务器的实践案例 52 3.5.6 使用SocketChannel在服务器端接收文件的实践案例 54 3.6 本章小结 57 第4章 鼎鼎大名的Reactor反应器模式 59 4.1 Reactor反应器模式为何如此重要 59 4.1.1 为什么首先学习Reactor反应器模式 59 4.1.2 Reactor反应器模式简介 60 4.1.3 多线程OIO的致命缺陷 60 4.2 单线程Reactor反应器模式 62 4.2.1 什么是单线程Reactor反应器 62 4.2.2 单线程Reactor反应器的参考代码 63 4.2.3 一个Reactor反应器版本的EchoServer实践案例 65 4.2.4 单线程Reactor反应器模式的缺点 67 4.3 多线程的Reactor反应器模式 68 4.3.1 多线程池Reactor反应器演进 68 4.3.2 多线程Reactor 反应器的实践案例 68 4.3.3 多线程Handler处理器的实践案例 70 4.4 Reactor反应器模式小结 72 4.5 本章小结 73 第5章 并发基础中的Future异步回调模式 74 5.1 从泡茶的案例说起 74 5.2 join异步阻塞 75 5.2.1 线程的join合并流程 75 5.2.2 使用join实现异步泡茶喝的实践案例 75 5.2.3 详解join合并方法 77 5.3 FutureTask异步回调之重武器 77 5.3.1 Callable接口 77 5.3.2 初探FutureTask类 78 5.3.3 Future接口 79 5.3.4 再探FutureTask类 79 5.3.5 使用FutureTask类实现异步泡茶喝的实践案例 80 5.4 Guava的异步回调 82 5.4.1 详解FutureCallback 82 5.4.2 详解ListenableFuture 83 5.4.3 ListenableFuture异步任务 84 5.4.4 使用Guava实现泡茶喝的实践案例 84 5.5 Netty的异步回调模式 87 5.5.1 详解GenericFutureListener接口 87 5.5.2 详解Netty的Future接口 88 5.5.3 ChannelFuture的使用 88 5.5.4 Netty的出站和入站异步回调 89 5.6 本章小结 90 第6章 Netty原理与基础 91 6.1 第一个Netty的实践案例DiscardServer 91 6.1.1 创建第一个Netty项目 91 6.1.2 第一个Netty服务器端程序 92 6.1.3 业务处理器NettyDiscardHandler 93 6.1.4 运行NettyDiscardServer 94 6.2 解密Netty中的Reactor反应器模式 95 6.2.1 回顾Reactor反应器模式中IO事件的处理流程 95 6.2.2 Netty中的Channel通道组件 96 6.2.3 Netty中的Reactor 反应器 96 6.2.4 Netty中的Handler处理器 97 6.2.5 Netty的流水线（Pipeline） 98 6.3 详解Bootstrap启动器类 100 6.3.