第五天:深度解密 Netty ByteBuf：高性能 IO 的基石

Netty ByteBuf：直接内存 vs 堆内存

Netty的ByteBuf分配和Java NIOByteBuffer类似

复制代码

// 堆内存
ByteBuf heapBuf = allocator.heapBuffer(10);

// 直接内存
ByteBuf directBuf = allocator.directBuffer(10);

|---------|-------------|----------------|
| 对比项 | 堆内存 ByteBuf | 直接内存 ByteBuf |
| 内存位置 | JVM 堆 | JVM 堆外 |
| GC 管理 | 是 | 否 |
| IO 性能 | 慢（多一次拷贝） | 快（少一次拷贝） |
| 创建成本 | 低 | 高 |
| 是否需手动释放 | 否 | 是（release） |

Direct ByteBuf 提高 IO 性能、降低 GC 压力，但创建成本高且需要手动释放；Heap ByteBuf 管理简单，但 IO 性能差。

够

按你刚才的要求，继续**极限精简，只保留"有用信息"**👇

Netty ByteBuf：池化 vs 非池化（精简版）

复用 ByteBuf，避免频繁创建 / 销毁的事件耗费

2️⃣ 核心差异

|------------|-------------------|--------|
| 对比 | 非池化 | 池化 |
| ByteBuf 获取 | 每次 new | 从池中复用 |
| 直接内存成本 | 高（频繁 malloc/free） | 低 |
| GC / 内存压力 | 大 | 小 |
| 并发场景 | 不友好 | 友好 |

3️⃣ 启用方式

复制代码

-Dio.netty.allocator.type=pooled   # 池化
-Dio.netty.allocator.type=unpooled # 非池化

4️⃣ 默认策略（记结论）

Netty 4.1+ ：非 Android 默认池化
Android：默认非池化
4.1 之前：默认非池化（池化不成熟）

池化通过复用 ByteBuf 降低直接内存分配成本和 GC 压力，是 Netty 在高并发 IO 场景下的关键优化手段。

组成

ByteBuf由四部分组成

读指针（readerIndex）：标记当前可读数据的起始位置。
写指针（writerIndex）：标记当前可写数据的起始位置。
容量（capacity）：当前 ByteBuf 实际占用的内存大小。
最大容量（maxCapacity）：ByteBuf 可扩容到的最大内存限制。

相比于ByttBuffer，不用来回切换读写模式更方便，且支持动态扩容

整数大端写入端：更符合读书习惯

整数小端写入： CPU 从低位到高位的运算顺序，内存访问更连续。

ByteBuf扩容规则：

如果写入字节小于512,则容量下一次为16的整数倍。
如果写入字节大于512，则容量下一次为2^n
扩容后不能超过max capacity

内存释放

核心机制：引用计数 (Reference Counting)

Netty 的 ByteBuf 实现了 ReferenceCounted 接口。

初始状态： 创建一个新的 ByteBuf 时，引用计数 refCnt 为 1。
Retain (保留)： 调用 buf.retain()，引用计数 +1。表示有新的地方在使用它。
Release (释放)： 调用 buf.release()，引用计数 -1。
回收： 当引用计数变为 0 时，Netty 会将该内存块归还给内存池（Pooled）或直接销毁（Unpooled）。

警告： 如果引用计数未归零，GC 无法回收堆外内存（Direct Memory），将直接导致 内存泄漏 (Memory Leak) 。如果引用计数归零后继续访问[即使ByteBuf对象还在，但是底层内存会被回收]，会抛出 IllegalReferenceCountException。

释放时机：而在netty中一个基本原则："谁最后使用（消费）了数据，谁就负责释放。"

Slice;切片

【零拷贝】的体现之一，对原始 ByteBuf 进行切片成多个 ByteBuf, 切片后的 ByteBuf 并没有发生内存复制，还是使用原始 ByteBuf 的内存，切片后的 ByteBuf 维护独立的 read, write 指针

逻辑上对ByteBuf进行切分，其实物理内存还是同一块

ByteBuf.slice(index1，index2)

index1：起始位置

index2：切片长度

切片共享原始内存，容量固定，原 ByteBuf 一旦释放，切片就不可用了；

写入超界会抛异常，安全使用需要正确管理引用计数。

duplicate

【零拷贝】的体现之一，就好比截取了原始 ByteBuf 所有内容，并且没有 max capacity 的限制，也是与原始ByteBuf 使用同一块底层内存，只是读写指针是独立的

零拷贝相反Copy

会将底层内存数据进行深拷贝，无论读写，都与原始ByteBuf无关

Composite

CompositeByteBuf

把多个 ByteBuf 逻辑上拼接成一个连续缓冲区

unPooled

unpooled 是 Netty 提供的一个工具类，用来创建非池化（unpooled）的 ByteBuf，区别于 Netty 的池化 ByteBuf（PooledByteBuf）。它的核心作用和特点可以总结如下：