背景

Apache Mina 和 Netty 是 java 平台下很好用的网络编程框架，可以帮助我们快速开发高性能、高扩展性的网络通信应用。本文从场景、架构维度对两款框架进行详细对比。

Apache Mina

介绍

Apache MINA 是 Apache 组织的一个项目，Apache Mina Server 是一个网络通信应用框架，也就是说，它主要是对基于TCP/IP、UDP/IP协议栈的通信框架（然，也可以提供JAVA 对象的序列化服务、虚拟机管道通信服务等），Mina 可以帮助我们快速开发高性能、高扩展性的网络通信应用，Mina 提供了事件驱动、异步（Mina 的异步IO 默认使用的是JAVA NIO 作为底层支持）操作的编程模型。MINA框架的应用比较广泛，应用的开源项目有Apache Directory、AsyncWeb、ApacheQpid、QuickFIX/J、Openfire、SubEthaSTMP、red5等

特点

• 基于java NIO类库开发；
• 采用非阻塞方式的异步传输；
• 事件驱动；
• 支持批量数据传输；
• 支持TCP、UDP协议；
• 控制反转的设计模式（支持Spring）；
• 采用优雅的松耦合架构；
• 可灵活地加载过滤器机制；
• 单元测试更容易实现；
• 可自定义线程的数量，以提高运行于多处理器上的性能；
• 采用回调的方式完成调用，线程的使用更容易。

场景

• 服务端异步通信场景：mina是个异步通信框架,一般使用场景是服务端开发,长连接、异步通信使用
• 游戏行业：如果要使用Java语言来开发游戏服务器，那么Mina框架可以作为选择
• 多协议接入场景：MINA对现有的很多协议都已经实现支持：HTTP,XML,TCP,LDSP,DHCP,NTP,DNS,XMPP,SSH,FTP...,所以MINA不仅可以当做NIO的框架，而且还可以看做很多网络协议的实现。

架构

通讯层框架

MINA是应用程序（服务端和客户端）和网络层间（TCP UDP 内存通信）的桥梁，Mina位于用户应用程序和底层Java网络API（和in-VM通讯）之间，咱们开发基于Mina的网络应用程序，就无需关心复杂的通讯细节。

应用总体架构

Mina的底层依赖的主要是Java NIO库，上层提供的是基于事件的异步接口，Mina应用框架被分成了主要的3个组件部分，远程客户端通过IoService建立连接得到session，session将数据传送到IoFilterChain进行过滤，最后客户端在IoHandle中进行数据操作。IoFilter作为IoService 和IoHandler 之间的桥梁

• I/O Service，具体提供服务的组件。
• I/O Filter Chain，过滤器链，负责编码处理，字节到数据结构或数据结构到字节的转换等，即非业务逻辑的操作；
• I/O Handler，用于处理用户的业务逻辑。

Server/Client架构

服务端的作用就是开启监听端口，等待请求的到来、处理他们、以及将发送对请求的响应。同时，服务端会为每个连接创建session，在session周期内提供各种精度的服务，比如连接创建时(sessionCreated(IoSession session))、连接等待时(sessionIdle(IoSession session, IdleStatus status))、连接销毁时(sessionClosed(IoSession session))等。mina的api为TCP/UDP提供的一致性Server端操作。

• IOAcceptor 监听来自网络的请求。
• 当新的连接建立时，一个新的session会被创建，该session用作对同一IP/端口组合的客户端提供服务。
• 数据包需经过一系列的过滤器，这些过滤器可用来修改数据包的内容（如转换对象、添加或修改信息等），其中将原始字节流转换成POJO对象是非常有用的。当然这需要解编码器提供支持。
• 最后这些数据包或转化后的对象将交由IOHandler处理，我们将实现IOHandler用于处理具体的业务逻辑。

客户端执行流程，客户端通过 IoHandler 从服务器端接收所有响应请求和消息之后，通过开发者在 IoConnector 连接服务器时，遍历加入过滤链的过滤器，接着通过 IoConnector 发送数 据到服务器端。

• 客户端首先创建一个IOConnector，并启动与Server的绑定
• 创建Connection后，将创建一个Session，并与Connection关联
• 应用程序/客户端写会话，导致数据被发送到服务器，在遍历过滤链
• 从Server接收到的所有响应/消息都将遍历过滤器链并落在IOHandler上进行处理

Netty

介绍

Netty是由JBOSS提供的一款异步的事件驱动的网络应用框架和工具，用于快速开发可维护的高性能、高扩展性协议服务器和客户端。也就是说，Netty是一个NIO客户端/服务器框架，支持快速、简单地开发网络应用，如协议服务器和客户端。它极大简化了网络编程，如TCP和UDP套接字服务器。作为当前最流行的NIO框架，Netty在互联网领域、大数据分布式计算领域、游戏行业、通信行业等获得了广泛的应用，一些业界著名的开源组件也基于Netty的NIO框架构建。

特点

• 高并发：Netty是一款基于NIO（Nonblocking I/O，非阻塞IO）开发的网络通信框架，对比于BIO（Blocking I/O，阻塞IO），他的并发性能得到了很大提高
• 传输快：Netty的传输快其实也是依赖了NIO的一个特性——零拷贝。
• 封装好：Netty封装了NIO操作的很多细节，提供易于使用的API。
• 扩展性：定制能力强，可以通过ChannelHandler对通信框架进行灵活地扩展；
• 性能高：通过与其他业界主流的NIO框架对比，Netty的综合性能最优；
• 功能强：预置了多种编解码功能，支持多种主流协议；
• 安全性： 完整的SSL / TLS和StartTLS支持

场景

Netty常见的使用场景如下：

• 互联网行业 在分布式系统中，各个节点之间需要远程服务调用，高性能的RPC框架必不可少，Netty作为异步高性能的通信框架,往往作为基础通信组件被这些RPC框架使用。 典型的应用有：阿里分布式服务框架Dubbo的RPC框架使用Dubbo协议进行节点间通信，Dubbo协议默认使用Netty作为基础通信组件，用于实现各进程节点之间的内部通信。
• 游戏行业 无论是手游服务端还是大型的网络游戏，Java语言得到了越来越广泛的应用。Netty作为高性能的基础通信组件，它本身提供了TCP/UDP和HTTP协议栈。 非常方便定制和开发私有协议栈，账号登录服务器，地图服务器之间可以方便的通过Netty进行高性能的通信
• 大数据领域 经典的Hadoop的高性能通信和序列化组件Avro的RPC框架，默认采用Netty进行跨界点通信，它的Netty Service基于Netty框架二次封装实现

架构

功能架构

从功能架构图上可以看出 Netty 的强大之处：零拷贝、可拓展事件模型；支持 TCP、UDP、HTTP、WebSocket 等协议；提供安全传输、压缩、大文件传输、编解码支持等等。

• 传输服务：支持 BIO 和 NIO；
• 容器集成：支持 OSGI、JBossMC、Spring、Guice 容器；
• 协议支持：HTTP、Protobuf、二进制、文本、WebSocket 等一系列常见协议都支持。还支持通过实行编码解码逻辑来实现自定义协议；
• Core 核心：可扩展事件模型、通用通信 API、支持零拷贝的 ByteBuf 缓冲对象。

技术架构

Netty 采用了比较典型的三层网络架构进行设计（通信调度层、责任链层、业务逻辑编排层 ），架构的不同层面，需要关心和处理的对象都不同，通常情况下，对于业务开发者，只需要关心责任链的拦截和业务 Handler 的编排。因为应用层协议栈往往是开发一次，到处运行，所以实际上对于业务开发者来说，只需要关心服务层的业务逻辑开发即可。各种应用协议以插件的形式提供，只有协议开发人员需要关注协议插件，对于其他业务开发人员来说，只需关心业务逻辑定制。这种分层的架构设计理念实现了 NIO 框架 各层之间的解耦，便于上层业务协议栈的开发和业务逻辑的定制。

• 通信调度层 Reactor：该层的主要职责就是监听网络的读写和连接操作，负责将网络层的数据读取到内存缓冲区，然后触发各种网络事件，例如连接创建、连接激活、读事件、写事件等，将这些事件触发到 PipeLine 中，由 PipeLine 管理的责任链来进行后续的处理
• 责任链层 Pipeline：它负责上述的各种网络事件在责任链中的有序传播，同时负责动态地编排责任链。责任链可以选择监听和处理自己关心的事件，它可以拦截处理事件，以及向前向后传播事件，实现了架构层面的分层隔离
• 业务逻辑编排层 Service ChannelHandler：业务逻辑编排层通常有两类，一类是纯粹的业务逻辑编排，还有一类是其他的应用层协议插件，用于特定协议相关的会话和链路管理

总结

Netty比mina使用起来更简单。mina将内核和一些特性的联系过于紧密，使得用户在不需要这些特性的时候无法脱离，相比下性能会有所下降；netty解决了这个设计问题。netty基本的架构和mina几乎完全一样，使用时候思想上差不多；但是有很多细节的改进（比如说mina的IoSession每次读写完要调用flip(),netty的channel则不用，并支持zero copy）。但是netty将UDP无连接的特性暴露出来；而mina对UDP进行了高级层次的抽象，可以把UDP当成"面向连接"的协议，Netty需要手动处理顺序、丢包检测、重发等等。从任务调度粒度上看，mina会将有IO任务的session写入队列中，当循环执行任务时，则会轮询所有的session，并依次把session中的所有任务取出来运行。这样粗粒度的调度是不公平调度，会导致某些请求的延迟很高。