1. 概述

1.1 概念模型

RocketMQ 是阿里推出的一款消息系统，用来取代 Kafka 及 RabbitMQ. 在 Alligator 中支持使用 RocketMQ, 其概念模型如下所示：

1. 概览

RabbitMQ 是一种消息系统，相比较其它消息系统，除了 queue，它多了一个 exchange 交换器的概念，在 Alligator 中支持使用 RabbitMQ, 其整体结构如下图所示：

1.概述

在操作系统中内存管理的基本单位是 page, page 大小一般是 4k。为了满足不同场景，分配不同大小的内存，操作系统提供了丰富的内存管理方法。从分层的角度来说，可以用下面的层次图来表示。

1. 在内核空间，Buddy 系统提供了 page 级的内存分配，可以实现较大连续内存的分配，最小的分配单位是 page；
2. 在内核空间，Buddy 最小分配单位是 4k ,即一个 page。为了避免内存空间的浪费（小于 4K 的空间也会分配一个 page），slab 提供了小内存空间的分配机制；
3. 在用户空间，一般是通过 Buddy 分配一个大内存，在这个大内存里面，使用特定的数据来管理内存的分配，满足不同场景下内存的使用，典型的分配算法有：ptmalloc,tcmalloc 及 jemalloc。

1. 概述

EventLoop 是 Reactor 模式中的执行者，首先它持有 Selector 对象，监听多路 SocketChannel 的网络 I/O 事件，并对 I/O 事件分发处理。同时，它持有一个 Thread 对象，除了监听网络 I/O 事件， EventLoop 也可以执行提交的任务，包括定时任务，总结来说，EventLoop 具有如下三大功能：

1. 负责监听 SocketChannel 对象的 I/O 事件；
2. 处理分发 I/O 事件；
3. 执行任务，包括定时任务。

1. 概述

ChannelPipeline 可以理解为一个 ChannelHandler 列表，而 ChannelHandler 是一个能够独立处理 channel 入站 (inbound) 事件或出站 (outbound) 操作的处理器。ChannelPipeline 实现了 “Intercepting Filter” 模式，它给用户提供了事件处理及 ChannelHandler 之间交互的能力，用户可以根据业务场景定义 ChannelHandler，以类似插件的方式添加到 ChannelPipeline 中。

1. 概述

因 Netty 中大量使用异步的调用方式，启动流程中的代码在不同的线程中执行，给分析其启动的顺序带来了一定的麻烦。这篇文章主要是对 ServerBootstrap 服务器启动流程做一个整体性的讲述，分析了每一个步骤所承担的工作，以及前后步骤的触发关系，即前一个步骤怎么调用后一个步骤，仍然以服务器启动的代码为例，分析其流程。

1. 概述

Reactor 模式是一种服务器网络编程模式，它根据网络数据接收的特点，将连接的建立、网络数据的读写分离，用 mainReactor 线程处理网络的连接，用 subReactor 处理数据的读写，同时为了有效利用 CPU 多核的优势，subActor 可以有多个。它的整体结构如下图所示：

特点：

1. 客户端的所有连接请求统一由 mainReactor 线程处理，同时将收到请求转交 subReactor 处理；
2. subReactor 线程处理连接的读写，为了实现处理的负载，可以有多个 subReactor，通过一定的算法分配网络连接；
3. 考虑到连接的 I/O 读写比较耗时，为了提高吞吐量，读写操作可以交由线程池处理。

1. 概述

Netty 中所有的的 I/O 操作都是异步的。I/O 操作是比较耗时的，为了不阻塞调用线程，Netty 提供了 ChannelFuture 接口，使用 addListener()方法注册一个 ChannelFutureListener 监听器，可以在 I/O 操作结束之后进行通知返回结果。在下面的代码中，bind 操作返回一个 ChannelFuture 对象，可以继续执行后续操作，也可以调用 sync() 方法同步等待执行结果，给程序开发带来了更多的开发模式，结合不同的业务场景，可以方便选择异步还是同步模式。

1. 概述

在长连接系统中，客户端及服务器之间需要通过发送心跳包来感知对方的存活状态，一般来说，心跳包不承载业务信息，不过在一些场景中，会把当前服务的状态推送给对方。在 Alligator 系统中统一在客户端发送心跳包，服务器会检测当前连接的空闲时间（即多久未收到数据），若超过一定时间，则判定为连接断线。在客户端，会检测连接的空闲写时间，超过一定时间，则触发发送心跳包，同时对服务端的响应做计数，超时一定次数未收到心跳响应，则判定服务器下线，触发重连操作。在注册中心系统中，客户端发送的心跳包中，会带上当前客户端的负载信息（连接数或用户数），注册中心根据这些负载信息，可以实现流量的有效负载。

1. 概述

在项目中经常遇到双向通信的场景，如指令的实时下发、状态的上报等，这时候使用 HTTP 协议就有点捉襟见肘。正常情况下一般会使用 TCP/Websocket 协议来实现，不过不同于 HTTP 协议简单及有大量框架的支持，使用 TCP/Websocket 需要考虑心跳、协议的定义、数据的序列化（反序列化）及 RPC 调用的实现。相对来说，入门相对比较复杂。 如果能有一个项目能够对上述功能进行封装，隐藏不同协议之间的差异，对上层应用提供一套统一的接口，上层业务只关心业务，那么就会减少开发人员的学习成本，快速接入项目。
Alligator 项目就是为了解决上述的场景而开发的，它提供了一个框架，可以让开发人员快速进行 TCP/Websocket 及 HTTP 的开发，而无需关心下层使用的协议。在此基础上，Alligator 还提供了一个进行长连接网关开发的脚手架，它是业务无关的，可以快速接入不同的业务场景。