Netty-NIO 详解、说明、优缺 Netty

Liunx IO模型 1、阻塞IO模型
2、非阻塞IO模型
3、IO复用
4、信号驱动式IO
5、异步IO
Liunx IO流程
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等待数据准备好
从内核向进程复制数据
阻塞IO模式
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非阻塞式IO模型
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复用IO模型 【Netty-NIO 详解、说明、优缺】
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信号驱动式I/O模型
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异步I/O模型
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各种I/O模型的比较
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同步、异步同步I/O操作：导致请求进程阻塞，直到I/O操作完成。
异步I/O操作：不导致请求进程阻塞。
Blocking I/O
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package demo07; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import java.io.PrintStream; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; public class NnServer { private int port; public NnServer(int port) { this.port = port; }public void startServer() { ServerSocket echoServer = null; int i = 0; System.out.println("服务器在端口[" + this.port + "]等待客户请求......"); try { echoServer = new ServerSocket(this.port); while (true) { Socket clientRequest = echoServer.accept(); handleRequest(clientRequest, i++); } } catch (IOException e) { System.out.println(e); } }private void handleRequest(Socket clientSocket, int clientNo) { PrintStream os = null; BufferedReader in = null; try { in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream())); os = new PrintStream(clientSocket.getOutputStream()); String inputLine; while ((inputLine = in.readLine()) != null) {// 输入'Quit'退出 if (inputLine.equals("Quit")) { System.out.println("关闭与客户端[" + clientNo + "]......" + clientNo); os.close(); in.close(); clientSocket.close(); break; } else { System.out.println("来自客户端[" + clientNo + "]的输入： [" + inputLine + "]！"); os.println("来自服务器端的响应：" + inputLine); } } } catch (IOException e) { System.out.println("Stream closed"); } }public static void main(String[] args) throws IOException { new NnServer(8080).startServer(); } }

package demo07; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import java.io.PrintWriter; import java.net.Socket; import java.net.UnknownHostException; public class EchoClient { public static void main(String[] args) {Socket echoSocket = null; PrintWriter out = null; BufferedReader in = null; try {echoSocket = new Socket("127.0.0.1", 8080); out = new PrintWriter(echoSocket.getOutputStream(), true); in = new BufferedReader(new InputStreamReader( echoSocket.getInputStream())); System.out.println("连接到服务器......"); System.out.println("请输入消息[输入\"Quit\"]退出："); BufferedReader stdIn = new BufferedReader(new InputStreamReader( System.in)); String userInput; while ((userInput = stdIn.readLine()) != null) { out.println(userInput); System.out.println(in.readLine()); if (userInput.equals("Quit")) { System.out.println("关闭客户端......"); out.close(); in.close(); stdIn.close(); echoSocket.close(); System.exit(1); } System.out.println("请输入消息[输入\"Quit\"]退出："); } } catch (UnknownHostException e) { System.err.println("Don't know about host: Pallavi?s MacBook Pro."); System.exit(1); } catch (IOException e) { System.err.println("Couldn't get I/O for " + "the connection to: Pallavi?s MacBook Pro."); System.exit(1); }}}

NIO NIO = New I/O
NIO 1: JSR 51
JDK 1.4引入

http://jcp.org/en/jsr/detail?id=051

NIO 2: JSR203

JDK 7http://jcp.org/en/jsr/detail?id=203

NIO

Buffers Channels Selectors

NIO 2.0

Update New File System API Asynchronous I/O

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NIO Buffer
一个 Buffer 本质上是内存中的一块，可以将数据写入这块内存，从这块内存获取数据
java.nio 定义了以下几个 Buffer 的实现

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Java NIO Buffer三大核心概念：position、limit、capacity
最好理解的当然是 capacity，它代表这个缓冲区的容量，一旦设定就不可以更改。比如 capacity 为 1024 的 IntBuffer，代表其一次可以存放 1024 个 int 类型的值。
一旦 Buffer 的容量达到 capacity，需要清空 Buffer，才能重新写入值。

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从写操作模式到读操作模式切换的时候（flip），position 都会归零，这样就可以从头开始读写了。
写操作模式下，limit 代表的是最大能写入的数据，这个时候 limit 等于 capacity。
写结束后，切换到读模式，此时的 limit 等于 Buffer 中实际的数据大小，因为 Buffer 不一定被写满了。

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java.nio.buffer,缓冲区抽象
ByteBuffer

理解capacity、limit、position、mark 0 – mark – position – limit – capacity

Direct ByteBuffer VS. non-direct ByteBuffer
Non-direct ByteBuffer

HeapByteBuffer,标准的java类维护一份byte[]在JVM堆上创建开销小

Direct ByteBuffer

底层存储在非JVM堆上,通过native代码操作 -XX:MaxDirectMemorySize= 创建开销大

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Buffer创建
1、allocate/allocateDirect方法
2、wrap方法

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Buffer读取

1、put/get方法 2、flip方法 3、mark/reset方法 4、compact方法 5、rewind/clear

Buffer复制 – 浅复制

1、duplicate方法2、asReadOnlyBuffer方法3、slice方法

Java NIO Channel
所有的 NIO 操作始于通道，通道是数据来源或数据写入的目的地，主要地， java.nio 包中主要实现的以下几个 Channel：

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FileChannel：文件通道，用于文件的读和写 DatagramChannel：用于 UDP 连接的接收和发送 SocketChannel：把它理解为 TCP 连接通道，简单理解就是 TCP 客户端 ServerSocketChannel：TCP 对应的服务端，用于监听某个端口进来的请求

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Java NIO Selector
Selector是Java NIO中的一个组件，用于检查一个或多个NIO Channel的状态是否处于可读、可写
如此可以实现单线程管理多个channels,也就是可以管理多个网络链接

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java.nio.channels.Selector
支持IO多路复用的抽象实体
注册Seletable Channel
SelectionKey —— 表示Selector和被注册的channel之间关系,一份凭证

SelectionKey 保存channel感兴趣的事件

Selector.select 更新所有就绪的SelectionKey的状态,并返回就绪的channel个数

迭代Selected Key集合并处理就绪channel

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创建Selector(Creating a Selector)

Selector selector = Selector.open();

注册Channel到Selector上(Registering Channels with the Selector)

channel.configureBlocking(false); SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);

register的第二个参数，这个参数是一个“关注集合”，代表关注的channel状态，
有四种基础类型可供监听, 用SelectionKey中的常量表示如下：

SelectionKey.OP_CONNECT SelectionKey.OP_ACCEPT SelectionKey.OP_READ SelectionKey.OP_WRITE

从Selector中选择channel(Selecting Channels via a Selector)

一旦向Selector注册了一个或多个channel后，就可以调用select来获取channel select方法会返回所有处于就绪状态的channel select方法具体如下：int select() int select(long timeout) int selectNow()

select()方法的返回值是一个int，代表有多少channel处于就绪了。也就是自上一次select后有多少channel进入就绪。
selectedKeys()
在调用select并返回了有channel就绪之后，可以通过选中的key集合来获取channel，这个操作通过调用selectedKeys()方法：

Set selectedKeys = selector.selectedKeys();

Set selectedKeys = selector.selectedKeys(); Iterator keyIterator = selectedKeys.iterator(); while(keyIterator.hasNext()) {SelectionKey key = keyIterator.next(); if(key.isAcceptable()) { // a connection was accepted by a ServerSocketChannel.} else if (key.isConnectable()) { // a connection was established with a remote server.} else if (key.isReadable()) { // a channel is ready for reading} else if (key.isWritable()) { // a channel is ready for writing }keyIterator.remove(); }

NIO带来了什么
事件驱动模型