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gnet 是什么?

gnet 是一个基于事件驱动的高性能和轻量级网络框架。这个框架是基于 epoll 和 kqueue 从零开发的，而且相比 Go net，它能以更低的内存占用实现更高的性能。

gnet 和 net 有着不一样的网络编程模式。因此，用 gnet 开发网络应用和用 net 开发区别很大，而且两者之间不可调和。社区里有其他同类的产品像是 libevent, libuv, netty, twisted, tornado，gnet 的底层工作原理和这些框架非常类似。

gnet 不是为了取代 net 而生的，而是在 Go 生态中为开发者提供一个开发性能敏感的网络服务的替代品。也正因如此，gnet 在功能上的全面性并不如 Go net，它只会提供网络应用所需的最核心的功能和最精简的 APIs，而且 gnet 也并没有打算变成一个无所不包的网络框架，因为我觉得 Go net 在这方面已经做得足够好了。

gnet 的卖点在于它是一个高性能、轻量级、非阻塞的纯 Go 语言实现的传输层（TCP/UDP/Unix Domain Socket）网络框架。开发者可以使用 gnet 来实现自己的应用层网络协议(HTTP、RPC、Redis、WebSocket 等等)，从而构建出自己的应用层网络服务。比如在 gnet 上实现 HTTP 协议就可以创建出一个 HTTP 服务器 或者 Web 开发框架，实现 Redis 协议就可以创建出自己的 Redis 服务器等等。

gnet 衍生自另一个项目：evio，但拥有更丰富的功能特性，且性能远胜之。

功能

• 基于多线程/协程网络模型的高性能事件驱动循环
• 内置 goroutine 池，由开源库 ants 提供支持
• 整个生命周期是无锁的
• 简单易用的 APIs
• 高效、可重用而且自动伸缩的内存 buffer：(Elastic-)Ring-Buffer, Linked-List-Buffer and Elastic-Mixed-Buffer
• 多种网络协议/IPC 机制：TCP、UDP 和 Unix Domain Socket
• 多种负载均衡算法：Round-Robin(轮询)、Source-Addr-Hash(源地址哈希) 和 Least-Connections(最少连接数)
• 两种事件驱动机制：Linux 里的 epoll 以及 FreeBSD/DragonFly/Darwin 里的 kqueue
• 灵活的事件定时器
• 实现 gnet 客户端
• 支持 Windows 平台 (仅用于开发环境的兼容性，不要在生产环境中使用)
• 多网络地址绑定
• 支持 TLS
• 支持 io_uring

架构

多线程/Go程网络模型

主从多 Reactors

gnet 重新设计开发了一个新内置的多线程/Go程网络模型：『主从多 Reactors』，这也是 netty 默认的多线程网络模型，下面是这个模型的原理图：

它的运行流程如下面的时序图：

主从多 Reactors + 线程/Go程池

你可能会问一个问题：如果我的业务逻辑是阻塞的，那么在 EventHandler.OnTraffic 注册方法里的逻辑也会阻塞，从而导致阻塞 event-loop 线程，这时候怎么办？

正如你所知，基于 gnet 编写你的网络服务器有一条最重要的原则：永远不能让你业务逻辑（一般写在 EventHandler.OnTraffic 里）阻塞 event-loop 线程，这也是 netty 的一条最重要的原则，否则的话将会极大地降低服务器的吞吐量。

我的回答是，基于gnet 的另一种多线程/Go程网络模型：『带线程/Go程池的主从多 Reactors』可以解决阻塞问题，这个新网络模型通过引入一个 worker pool 来解决业务逻辑阻塞的问题：它会在启动的时候初始化一个 worker pool，然后在把 EventHandler.OnTraffic 里面的阻塞代码放到 worker pool 里执行，从而避免阻塞 event-loop 线程。

模型的架构图如下所示：

它的运行流程如下面的时序图：

gnet 通过利用 ants goroutine 池（一个基于 Go 开发的高性能的 goroutine 池 ，实现了对大规模 goroutines 的调度管理、goroutines 复用）来实现『主从多 Reactors + 线程/Go程池』网络模型。关于 ants 的全部功能和使用，可以在 ants 文档 里找到。

gnet 内部集成了 ants 以及提供了 pool.goroutine.Default() 方法来初始化一个 ants goroutine 池，然后你可以把 EventHandler.OnTraffic 中阻塞的业务逻辑提交到 goroutine 池里执行，最后在 goroutine 池里的代码调用 gnet.Conn.AsyncWrite([]byte) 方法把处理完阻塞逻辑之后得到的输出数据异步写回客户端，这样就可以避免阻塞 event-loop 线程。

有关在 gnet 里使用 ants goroutine 池的细节可以到这里进一步了解。

关键设计

弹性内存 Buffer

Elastic Ring Buffer

Elastic Ring&Linked-list Buffer

gnet 内置了inbound 和 outbound 两个 buffers，分别用来缓冲输入输出的网络数据以及管理内存，gnet 里面的 inbound 和 outbound buffer 经过设计和调优，达到重用内存以及按需扩缩容的目的。

对于 TCP 协议的流数据，使用 gnet 不需要业务方为了解析应用层协议而自己维护和管理 buffers，gnet 会替业务方完成缓冲和管理网络数据的任务，降低业务代码的复杂性以及降低开发者的心智负担，使得开发者能够专注于业务逻辑而非一些底层实现。