Netty-NIO線程模型

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IO模型基本說明

IO模型簡單的理解：就是用什么樣的通道進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，很大程度上決定了程序通信的性能。

目前為止java共支持3種網(wǎng)絡(luò)編程模型：BIO,NIO,AIO：

BIO：

同步并阻塞，服務(wù)器實現(xiàn)模式為一個連接一個線程，即客戶端有連接請求時服務(wù)器端就需要啟動一個線程進行處理，如果這個連接不做任何事情會造成不必要的線程開銷，當(dāng)然可以通過線程池機制改善。

線程模型圖

代碼實例

/**
 * @Author qrn
 * @Date 2021/5/9 下午9:20
 * @Version 1.0
 * @blog https://blog.csdn.net/qq_41971087
 * 實現(xiàn)一個簡單的http服務(wù)：
 */
public class HttpServiceTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException{
      //創(chuàng)建一個 ServerSocket 綁定8801端口
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8801);
        while (true){
            try{
                Socket socket = serverSocket.accept();
                service(socket);
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

  //模擬HTTP報文，輸出hell，nio到瀏覽器
    private static void service(Socket socket){
        try{
            PrintWriter printWriter  = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);
            printWriter.println("HTTP/1.1 200 OK");
            printWriter.println("Content-Type:text/html;charset=utf-8");
            String body = "hello,nio";
            printWriter.println("Content-Length:" + body.getBytes().length);
            printWriter.println();
            printWriter.write(body);
            printWriter.close();
            socket.close();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

服務(wù)器通信原理

業(yè)務(wù)場景：

BIO方式適用于連接數(shù)目比較小且固定的架構(gòu)，這種方式對服務(wù)器資源要求比較高，并發(fā)局限于應(yīng)用中，JDK1.4以前的唯一選擇，但程序直觀簡單易理解。

NIO:

1.同步非阻塞，服務(wù)器實現(xiàn)模式為一個請求一個線程，即客戶端發(fā)送的連接請求都會注冊到多路復(fù)用器上，

多路復(fù)用器輪詢到連接有I/O請求時才啟動一個線程進行處理。

2.使用較少的線程便可以處理許多連接，因此也減少了內(nèi)存管理和上下文切換所帶來開銷;

3.當(dāng)沒有 I/O 操作需要處理的時候，線程也可以被用于其他任務(wù)。

線程模型圖

核心組件：

Selector：

選擇器，是 Java 的非阻塞 I/O 實現(xiàn)的關(guān)鍵。它使用了事件通知 API 以確定在一組非阻塞套接字中有哪些已經(jīng)就緒能夠進 行 I/O 相關(guān)的操作

Channe:

通道，可以同時進行讀寫，而流只能讀或者只能寫，通道可以實現(xiàn)異步讀寫數(shù)據(jù)，通道可以從緩沖讀數(shù)據(jù)，也可以寫數(shù)據(jù)到緩沖

通道的目的是確保多線程訪問的安全。

Buffer:

緩沖區(qū)本質(zhì)是一個可以讀寫數(shù)據(jù)的內(nèi)存塊，‘可以理解為是一個容器對象（數(shù)組）

在nio中，Buffer是一個頂層抽像類。

public final Buffer flip() {
        limit = position;
        position = 0;
        mark = -1;
        return this;
    }

flip 讀寫轉(zhuǎn)換，通過position 屬性來達(dá)到下標(biāo)的切換實現(xiàn)，當(dāng)我們調(diào)用get 方法從Buffer中讀取數(shù)據(jù)的時候，position都是加1，一直到

與limit 相等的時候就結(jié)束。

代碼實例：

Buffer代碼小實例：

/**
 * @Author qrn
 * @Date 2021/5/5 下午9:43
 * @Version 1.0
 * @blog https://blog.csdn.net/qq_41971087
 */
public class BasicBuffer {
    public static void main(String[] args) {

        /**
         * 創(chuàng)建一個buff 大小為5
         */
        IntBuffer allocate = IntBuffer.allocate(5);

        for(int i=0;i<allocate.capacity();i++){
            allocate.put(i*2);
        }
        //讀寫轉(zhuǎn)換
        allocate.flip();

        //循環(huán)打印buff的值
        while (allocate.hasRemaining()){
            System.out.println(allocate.get());
        }
    }
}

業(yè)務(wù)場景：

NIO方式適用于連接數(shù)目多且連接比較短（輕操作）的架構(gòu)，比如聊天服務(wù)器，并發(fā)局限于應(yīng)用中，編程比較復(fù)雜，JDK1.4開始支持

AIO：

異步非阻塞，服務(wù)器實現(xiàn)模式為一個有效請求一個線程，客戶端的I/O請求都是由OS先完成了再通知服務(wù)器應(yīng)用去啟動線程進行處理。

描述

異步非阻塞 I/O 模型是一種處理與 I/O 重疊進行的模型。讀請求會立即返回，說明 read 請求已經(jīng)成功發(fā)起了。在后臺完成讀操作時，應(yīng)用程序然后會執(zhí)行其他處理操作。當(dāng) read 的響應(yīng)到達(dá)時，就會產(chǎn)生一個信號或執(zhí)行一個基于線程的回調(diào)函數(shù)來完成這次 I/O 處理過程。

在一個進程中為了執(zhí)行多個 I/O 請求而對計算操作和 I/O 處理進行重疊處理的能力利用了處理速度與 I/O 速度之間的差異。當(dāng)一個或多個 I/O 請求掛起時，CPU 可以執(zhí)行其他任務(wù)；或者更為常見的是，在發(fā)起其他 I/O 的同時對已經(jīng)完成的 I/O 進行操作。

業(yè)務(wù)場景：

AIO方式使用于連接數(shù)目多且連接比較長（重操作）的架構(gòu)，比如相冊服務(wù)器，充分調(diào)用OS參與并發(fā)操作，編程比較復(fù)雜，JDK7開始支持。

版權(quán)聲明：本文為博主原創(chuàng)文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版權(quán)協(xié)議，轉(zhuǎn)載請附上原文出處鏈接和本聲明。

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https://blog.csdn.net/qq_41971087/article/details/116572886

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