Netty-NIO线程模型-技术圈

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IO模型基本说明

IO模型简单的理解：就是用什么样的通道进行数据的发送和接收，很大程度上决定了程序通信的性能。

目前为止java共支持3种网络编程模型：BIO,NIO,AIO：

BIO：

同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，当然可以通过线程池机制改善。

线程模型图

代码实例

/**
 * @Author qrn
 * @Date 2021/5/9 下午9:20
 * @Version 1.0
 * @blog https://blog.csdn.net/qq_41971087
 * 实现一个简单的http服务：
 */
public class HttpServiceTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException{
      //创建一个 ServerSocket 绑定8801端口
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8801);
        while (true){
            try{
                Socket socket = serverSocket.accept();
                service(socket);
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

  //模拟HTTP报文，输出hell，nio到浏览器
    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();
        }
    }
}

服务器通信原理

业务场景：

BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序直观简单易理解。

NIO:

1.同步非阻塞，服务器实现模式为一个请求一个线程，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，

多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。

2.使用较少的线程便可以处理许多连接，因此也减少了内存管理和上下文切换所带来开销;

3.当没有 I/O 操作需要处理的时候，线程也可以被用于其他任务。

线程模型图

核心组件：

Selector：

选择器，是 Java 的非阻塞 I/O 实现的关键。它使用了事件通知 API 以确定在一组非阻塞套接字中有哪些已经就绪能够进行 I/O 相关的操作

Channe:

通道，可以同时进行读写，而流只能读或者只能写，通道可以实现异步读写数据，通道可以从缓冲读数据，也可以写数据到缓冲

通道的目的是确保多线程访问的安全。

Buffer:

缓冲区本质是一个可以读写数据的内存块，‘可以理解为是一个容器对象（数组）

在nio中，Buffer是一个顶层抽像类。

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

flip 读写转换，通过position 属性来达到下标的切换实现，当我们调用get 方法从Buffer中读取数据的时候，position都是加1，一直到

与limit 相等的时候就结束。

代码实例：

Buffer代码小实例：

/**
 * @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) {

        /**
         * 创建一个buff 大小为5
         */
        IntBuffer allocate = IntBuffer.allocate(5);

        for(int i=0;i<allocate.capacity();i++){
            allocate.put(i*2);
        }
        //读写转换
        allocate.flip();

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

业务场景：

NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持

AIO：

异步非阻塞，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理。

描述

异步非阻塞 I/O 模型是一种处理与 I/O 重叠进行的模型。读请求会立即返回，说明 read 请求已经成功发起了。在后台完成读操作时，应用程序然后会执行其他处理操作。当 read 的响应到达时，就会产生一个信号或执行一个基于线程的回调函数来完成这次 I/O 处理过程。

在一个进程中为了执行多个 I/O 请求而对计算操作和 I/O 处理进行重叠处理的能力利用了处理速度与 I/O 速度之间的差异。当一个或多个 I/O 请求挂起时，CPU 可以执行其他任务；或者更为常见的是，在发起其他 I/O 的同时对已经完成的 I/O 进行操作。

业务场景：

AIO方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持。

本文链接：

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

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