高性能Java TCPサーバーを構(gòu)築するには、元のNIOの代わりにNetTyフレームワークを使用する必要があります。 1. Nettyのイベントループグループを使用して、接続とI/Oを管理します。 2。Javaネイティブのシリアル化を避けるために、Protobufなどの効率的なシリアル化を使用します。 3.バックプレッシャー制御を有効にして、channel.iswritable（）を介したバッファオーバーフローを防止します。 4. GCを削減するためにオブジェクトとプールBytebufallocatorを再利用します。 5. TCP_NODELAYや適切なバッファサイズなどのTCPオプションを構(gòu)成して、遅延を減らします。ストレステストと監(jiān)視を組み合わせて、低レイテンシと高スループットを確保し、最終的には數(shù)萬の同時接続の効率的な処理を?qū)g現(xiàn)します。

Javaで高性能TCPサーバーを作成するだけでなく、接続を受け入れることだけではありません。これは、最小限のレイテンシとリソースの使用で何千もの同時クライアントを効率的に処理することです。 Javaはネットワーキングのための強(qiáng)固な抽象化を提供しますが、スケーラブルなものを構(gòu)築するには、適切なツールとパターンを理解する必要があります。それを正しく行う方法は次のとおりです。

非ブロッキングI/O（java.nio）でNIOを使用します

java.net.ServerSocketと1つのクライアントモデルを使用した従來のJavaサーバーは、スレッドオーバーヘッドのために數(shù)百の接続を超えてはなりません。解決策？ Java nio （非ブロッキングI/O）。

NIOでは、単一のスレッドがSelector 、 Channel 、および非ブロッキングソケットを使用して多重化を介して複數(shù)の接続を管理できます。

重要なコンポーネント：

• ServerSocketChannel - 著信TCP接続のリッスン。
• SocketChannel - 各クライアントのデータ転送を処理します。
• Selector - ブロッキングせずにイベント用の複數(shù)のチャネル（受け入れ、読み取り、書き込み）を監(jiān)視します。
• SelectionKey - セレクターに登録されたチャネルの狀態(tài)を追跡します。

このモデルは、少數(shù)のスレッドが多くの接続を処理する原子爐パターンを有効にします。

 selector selector = selector.open（）;
serversocketchannel serverchannel = serversocketchannel.open（）;
serverChannel.bind（new InetsocketAddress（8080））;
serverChannel.ConfigureBlocking（false）;
serverChannel.register（selector、selectionkey.op_accept）;

これで、単一のスレッドがselector.select()をループできるようになり、準(zhǔn)備が整ったイベントのみを処理できます。

生産システムにNettyを活用します

Raw Nioは強(qiáng)力ですが、低レベルでエラーが発生しやすいです?，F(xiàn)実世界の高性能サーバーの場合、 Nettyは事実上の標(biāo)準(zhǔn)です。

NETTYはNIOの複雑さを抽象化し、次のことを提供します。

• イベントループグループ（ボスとワーカーのスレッド）
• 効率的なバイトバッファ管理
• 一般的なプロトコル用の組み込みコーデック
• 逆圧力サポート
• メモリプーリングとゼロコピーテクニック

単純なネットサーバーの例：

 eventloopgroup bossgroup = new nioeventloopgroup（1）;
eventloopgroup workergroup = new nioeventloopgroup（）;

試す {
    serverBootStrap b = new ServerBootStrap（）;
    B.Group（BossGroup、WorkerGroup）
     .channel（nioserversocketchannel.class）
     .childhandler（new ChannelInitializer <Socketchannel>（）{
         @オーバーライド
         保護(hù)されたvoid initchannel（socketchannel ch）{
             ch.pipeline（）。addlast（new YourRequestHandler（））;
         }
     }）;

    ChannelFuture F = B.Bind（8080）.sync（）;
    f.channel（）。closefuture（）。sync（）;
} ついに {
    BOSSGROUP.SHUTDOWNGRACELY（）;
    workergroup.shutdowngracefuly（）;
}

Nettyは、スレッド、多重化、ライフサイクルイベントを自動的に処理します。これらはすべて、スループットと低GC圧力に最適化されています。

パフォーマンスに最適化：重要なヒント

適切なフレームワークがあっても、パフォーマンスはそれをどのように使用するかに依存します。

1。スレッドプールサイズをチューニングします

• 1つのボスグループ（アクセプタースレッド）を使用します - 通常1または2。
• ワーカースレッドは、利用可能なCPUコアを一致させる必要があります（または、i/o waitsを?qū)g行する場合はわずかに多く）。
• タスクごとに新しいスレッドの作成を避けてください。 Nettyのイベントループを再利用します。

2。効率的なシリアル化を使用します

• Javaのシリアル化などの重い形式を避けてください。
• バイナリプロトコルを好む：プロトブフ、クリオ、またはメッセージパック。
• 可能な場合はバッファーを再利用します（NettyのByteBuf ）。

3.逆圧力を処理します

• 速い生産者に消費(fèi)者を圧倒させないでください。
• フロー制御を使用します：処理キューがいっぱいになったときにソケットから読みを一時停止します。
• NettyのChannel.isWritable()アウトバウンドバッファーが過負(fù)荷になったときに検出するのに役立ちます。

4.ゴミを最小限に抑えます

• オブジェクトの再利用（例、バッファー、メッセージコンテナなど）。
• NettyのPooledByteBufAllocatorを使用してGCを削減します。
• 生産中のすべてのメッセージのログを避けてください。

5.適切なTCPオプションを設(shè)定します

.childoption（channeloption.so_keepalive、true）
.childoption（channeloption.tcp_nodelay、true）//低遅延のためにNagleのアルゴリズムを無効にします
.childoption（channeloption.so_rcvbuf、64 * 1024）
.Childoption（ChannelOption.SO_SNDBUF、64 * 1024）

TCP_NODELAYは、リアルタイムアプリにとっては殘酷です。小さなパケットの遅延を防ぎます。

モニターとストレステスト

高性能サーバーを検証する必要があります。

• 荷重テストには、 WRK 、 JMeter 、 Gatlingなどのツールを使用します。
• モニター：
  • 遅延率（P99、P999）
  • スループット（リクエスト/秒）
  • GCは一時停止します
  • スレッドの競合
• Async-ProfilerまたはJFR（Java Flight Recorder）を使用したプロファイル。

小さなボトルネック（同期ブロックやロギングなど）でさえ、荷重下で性能をタンクする可能性があります。

基本的に、Raw Nioはあなたにコントロールを提供しますが、Nettyは箱から速度、安定性、スケーラビリティを提供します。スマートなチューニングと監(jiān)視と組み合わせると、數(shù)萬の接続を効率的に処理できるTCPサーバーがあります。

以上がJavaで高性能TCPサーバーの書き込みの詳細(xì)內(nèi)容です。詳細(xì)については、PHP 中國語 Web サイトの他の関連記事を參照してください。