Netty高性能网络通信NIO

前言

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认识Netty

Netty 网络编程框架 他可以做到什么？

• 自定义通信协议
• 自定义编码/解码字节流

没有netty之前我们是用什么的？

1. java.net java .io
2. java.nio
3. Mina /Grizzly

Netty的特点

并发高

基于 NIO网络通信框架，比较BIO性能得到了提升

传输快

NIO的特性之一，零拷贝，堆内存之外开辟一块内存提高传输速度，

封装好 

优秀的API设计和灵活的代码调用

可以看到性能的提升都离不开NIO那NIO到底是什么？

认识NIO

BIO - BlockingIO 同步阻塞
NIO - New IO / Non-Blocking IO 同步非阻塞
AIO - Asynchronous IO 异步非阻塞

同步和异步，关注的是消息通知的机制
阻塞和非阻塞，关注的是等待消息过程中的状态

多路复用的模型

三大元素：Channel 、Buffer、Selector

Channel

FileChannel 文件管道的数据
Pipe.SinkChannel
Pipe.SourceChannel 线程间通信的管道
ServerSocketChannel
SocketChannel 用于TCP网络通信的管道
DatagramChannel 用于UDP网络通信的管道

Buffer

capacity 总体容量大小
limit 存储容量的大小，是可读写和不可读写的界线
position 已读容量的大小，已读和未读区域的界线

【使用原理】

a) 初始化，给定总容量，position=0, limit=capacity
b) 当使用put方法存入数据是，通过position来记录存储的容量变化，position不断后移，直到存储结束（写完成）
c）写完成需要调用flip方法刷新，limit=position，position=0
保障limit记录的是可读写区域的大小，position已读部分重置为空
d) 读数据直到读完成，需要调用clear方法，position=0, limit=capacity

Selector

三个元素： Selector选择器、SelectableChannel可选择的通道、SelectionKey选择键

本质上，Selector是监听器，监听的是通道是否有我们关心的操作产生，操作对应的是事件（连接、接收、读/写），使用SelectionKey代表具体的事件，在确保通道是可选择的情况下，将通道注册进选择器中，此时Selector维护的是，通道和事件之间的关联关系。

Selector，管理被注册的通道集合，以及他们的状态
SelectableChannel，是一个抽象类，提供了通道可被选择需要实现的api。
FileChannel就不是可选择的，Socket相关的通道都是可选择的
一个通道可以被注册到多个选择器上吗？ 可以的
多个通道可以注册到一个选择器上，但一个通道只能在一个选择器中注册一次

SelectionKey，封装了要监听的事件，连接、接收、读、写。
一方面，Selector关心通道要处理哪些事件
另一方面，当事件触发时，通道要处理哪些事件

【使用方式】

a、首先通过open方法，获取通道，将通道设置为非阻塞的
b、通过open方法，获取选择器，将通道注册进选择器中，伴随设置通道要处理的事件(OP_ACCEPT)
c、轮询选择器，当前是否有要处理的操作 select() > 0?
如果有，要获取，待处理操作的集合Set<SelectionKey> , 进行遍历
遍历到SelectionKey时，判断对应哪种操作，不同的操作设置不同的处理方式
如OP_ACCEPT，接收客户端通道并进行注册，监听后续处理的事件，如OP_WRITE
如OP_WRITE，通过key的方法获取通道本身，读取数据并继续监听事件，如OP_READ

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