Spring Boot 中 Web 容器 netty 和 tomcat 比较

小渣渣

基于 Spring Boot 的 web 应用中，在spring-boot包内包含了内置的 web server，具体包括 tomcat、jetty、undertow 和 netty。

常见 Web 容器介绍

Tomcat

Tomcat目前收录与 Apache 项目中，官方链接是 超链接登录可见。
Tomcat是主流的Java Web Server，所以是十分稳定和成熟的，同时社区活跃文档和资源丰富。
Tomcat可以支持Http, Http/2 , AJP, WebSocket 协议，支持Servlet 6.0

Jetty

Jetty是 Eclipse 提供的一款Server，官方链接是 超链接登录可见。
相比Tomcat它更加轻量级，有自己的异步支持。
Jetty可以支持Http, Http/2 ,Http/3, AJP, WebSocket 协议，支持Servlet 6.0

Netty

Netty是一个基于时间驱动的异步网络框架，被广泛应用于高性能的网络应用程序，尤其是处理大量并发连接的服务端应用，官方链接是 超链接登录可见。
Netty几乎支持了大部分的协议，有SSL/TLS,  HTTP,  HTTP/2, HTTP/3, WebSockets, DNS,  SPDY, SMTP 等

Undertow

Undertow是 JBoos 提供的一款Server，官方地址是 超链接登录可见。
Undertow的特点在于轻量级、高性能和地资源消耗，同时支持嵌入式应用程序和微服务。
Undertow可以支持Http, Http/2 , WebSocket 协议，支持Servlet 4.0

Apache Tomcat

Apache Tomcat 是一个广泛使用的 Web 服务器和 Servlet 容器。由于其稳健性、易用性以及与 Servlet API 的兼容性，它是传统 Spring Boot 应用程序的默认选择。



主要特点

基于 Servlet：Tomcat 是围绕 Servlet API 构建的，这使其非常适合传统的 Spring MVC 应用程序。
阻塞 I/O：Tomcat 采用每个请求一个线程的模型，这意味着每个传入请求都由一个单独的线程处理。
易于配置：Tomcat 可以通过 Spring Boot 轻松设置和配置，使其成为各种 Web 应用程序的理想选择。

内部架构

连接器：管理网络连接，接受和处理HTTP请求。
容器：负责servlet生命周期管理，包括加载、初始化、调用。
线程模型：Tomcat 使用线程池，每个请求由池中单独的线程处理。这种模型很简单，但由于线程争用和内存开销，在高负载下可能会导致可扩展性问题。

示例场景：处理并行请求

让我们考虑这样一个场景：五个并行请求到达 Tomcat 服务器：

每个请求一个线程：Tomcat 从其线程池中为五个请求中的每一个请求分配一个单独的线程。
阻塞 I/O：每个线程同步处理其请求，如果需要任何 I/O 操作（例如数据库调用），则阻塞。

资源管理：如果线程池有足够的空闲线程，则所有五个请求都会被同时处理。如果没有，则其他请求将在队列中等待，直到有可用的线程。

优点：

简单且容易理解。
非常适合传统的网络应用程序。
成熟、稳定，拥有广泛的社区支持。

缺点：

由于线程开销，高负载下的可扩展性有限。
每个请求的内存消耗更高。

Netty

Netty 是一个高性能、异步事件驱动的网络应用框架。它是专为响应式编程设计的 Spring WebFlux 的默认框架。



主要特点

事件驱动：Netty 使用事件驱动架构，使其适合高效处理大量同时连接。
非阻塞 I/O：Netty 利用非阻塞 I/O，使其能够用更少的线程处理许多连接。
可扩展性：专为高并发、低延迟和高吞吐量应用程序而设计。

内部架构

事件循环：Netty 的核心组件是事件循环，它异步管理 I/O 操作。一个事件循环组包含一个或多个事件循环。
Channel：表示一个连接，例如传入的 HTTP 请求，并与事件循环相关联。
线程模型：Netty 使用少量线程来处理大量连接。每个事件循环在单个线程中运行并处理多个通道，使其具有高度的可扩展性。

示例场景：处理并行请求

考虑这样一种情况，五个并行请求到达 Netty 服务器：

事件驱动模型：Netty 在其事件循环中分配五个请求。
非阻塞 I/O：操作不会阻塞事件循环线程。相反，I/O 操作是异步处理的，允许同一线程高效地管理多个连接。

可扩展性：由于其非阻塞特性，Netty 可以用相对较少的线程处理大量连接。

优点：

对于 I/O 密集型任务来说非常高效。
高并发下卓越的可扩展性和性能。
非常适合反应式编程和现代 Web 应用程序。

缺点：

理解和配置起来更加复杂。
与传统的基于 servlet 的应用程序相比，需要不同的编程模型（反应式）。

结论

Netty 和 Tomcat 在服务器框架领域服务于不同的领域。Netty 是一个高度灵活的底层框架，专为自定义网络协议和高性能场景而设计；而 Tomcat 则是服务于符合 Java EE 和 Jakarta EE 标准的 Java Web 应用的成熟之选。两者之间的选择取决于项目的具体需求，无论是构建自定义协议的网络服务器还是传统的 Web 应用。

参考：

超链接登录可见。
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