Netty NIO的簡單介紹

這篇文章主要介紹“Netty NIO的簡單介紹”，在日常操作中，相信很多人在Netty NIO的簡單介紹問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”Netty NIO的簡單介紹”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

1. 傳統IO（BIO）存在的問題

同步阻塞

    也就是傳統IO（也就是InputStream、OutputStream等Java中IO包下的類以及 java.net下面提供的部分網絡 API，比如 Socket、ServerSocket、HttpURLConnection 也歸類到同步阻塞 IO 類庫，因為網絡通信同樣是 IO 行為。）在進行讀寫操作（調用read/write方法）時會停止當前線程，使得當前線程進入阻塞狀態，直到讀寫操作結束后，線程才能繼續執行。

    傳統IO的同步阻塞問題導致了其在性能上的極大缺陷，因為每一個線程在同一時刻只能管理（運行）一個IO流，尤其是對于網絡應用程序來說，如果采用傳統IO方式，那么只能一個線程管理持有一個IO流，這對于系統來說并發情況下的性能瓶頸就太大了，代碼如下所示

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
 * 傳統socket服務端
 *
 */
public class ioServer {

	@SuppressWarnings("resource")
	public static void main(String[] args) throws Exception {

		ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
		//創建socket服務,監聽10101端口
		ServerSocket server=new ServerSocket(10101);
		System.out.println("服務器啟動！");
		while(true){
			//獲取一個套接字（阻塞）
			final Socket socket = server.accept();
			System.out.println("來個一個新客戶端！");
			newCachedThreadPool.execute(new Runnable() {
				
				@Override
				public void run() {
					//業務處理
					handler(socket);
				}
			});
			
		}
	}
	
	/**
	 * 讀取數據
	 * @param socket
	 * @throws Exception
	 */
	public static void handler(Socket socket){
			try {
				byte[] bytes = new byte[1024];
				InputStream inputStream = socket.getInputStream();
				
				while(true){
					//讀取數據（阻塞）
					int read = inputStream.read(bytes);
					if(read != -1){
						System.out.println(new String(bytes, 0, read));
					}else{
						break;
					}
				}
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}finally{
				try {
					System.out.println("socket關閉");
					socket.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
	}
}

    如果使用傳統IO方式，那么就必須為每一個連接到服務端的客戶端建立一個線程來處理IO，并發量低的時候還好，可是一旦并發量極高，造成創建大量線程，就會導致非常頻繁的進行線程間切換，這對系統性能消耗極大，而且線程切換是無用的消耗。

同步和阻塞是有區別的，它們的修飾對象是不同的。

阻塞和非阻塞是指進程訪問的數據如果尚未就緒，進程是否需要等待，簡單說這相當于函數內部的實現區別，也就是未就緒時是直接返回還是等待就緒。
同步和異步是指訪問數據的機制,同步一般指主動請求并等待I/O操作完畢的方式,當數據就緒后在讀寫的時候必須阻塞,異步則指主動請求數據后便可以繼續處理其它任務,隨后等待I/O,操作完畢的通知,這可以使進程在數據讀寫時也不阻塞。

2. NIO（AIO）

異步非阻塞

    為了改善傳統IO的問題，在 Java 1.4 中引入了 NIO 框架（java.nio 包），提供了 Channel、Selector、Buffer 等新的類，可以構建多路復用的、同步非阻塞 IO 程序，同時提供了更接近操作系統底層的高性能數據操作方式。在 Java 7 中，NIO 有了進一步的改進，也就是 NIO 2，引入了異步非阻塞 IO 方式，也有很多人叫它 AIO（Asynchronous IO）。異步 IO 操作基于事件和回調機制，可以簡單理解為，讀寫操作直接返回，而不會阻塞在那里，當后臺處理完成，操作系統會通知相應線程進行后續工作，并發性能再次提升。針對

NIO核心實現類

    Java中為NIO提供三個核心實現類，主要是緩沖區（Buffer）、通道（Channel）、選擇器（Selector）。

1. 通道（Channel）

    1. 通道（Channel）：原本在傳統IO中是通過流來進行讀寫操作，但是在NIO中是采用Channel來進行讀寫操作，Channel替代了傳統IO中的流。

    2. Java中提供了Channel的幾種具體實現類，這些通道涵蓋了UDP 和 TCP 網絡IO，以及文件IO。

• FileChannel：文件IO

• DatagramChannel：UDP網絡IO

• SocketChannel：TCP客戶端網絡IO

• ServerSocketChannel：TCP服務端網絡IO

    3. Channel有三個特點：

• Channel是可讀可寫的，但是一個Channel要么只能寫要么只能讀

• Channel可以異步的讀和寫

• 數據總是從Channel中讀到Buffer,或者從Buffer中寫到Channel

2. 緩沖區（Buffer）

    1. Channel負責讀寫數據，而緩沖區Buffer則負責臨時保存Channel讀寫的數據，也就是緩存數據，所有的數據都會經過Buffer寫入到Channel或者從Channel中讀取存儲到Buffer。JavaNIO中為Buffer提供了所有基本數據類型的實現類，覆蓋了你能通過IO發送的基本數據類型：byte, short, int, long, float, double 和 char。還有另外一個MappedByteBuffer。

• ByteBuffer

• CharBuffer

• DoubleBuffer

• FloatBuffer

• IntBuffer

• LongBuffer

• ShortBuffer

3. 選擇器（Selector）

    1. 傳統IO因為一個線程對應一個IO的局限導致其在高并發下的性能浪費，而NIO中則因為Selector的存在實現了允許一個單獨的線程來監視多個輸入通道，你可以注冊多個通道使用一個選擇器，然后使用一個單獨的線程來“選擇”通道：這些通道里已經有可以處理的輸入，或者選擇已準備寫入的通道。這種選擇機制，使得一個單獨的線程很容易來管理多個通道。

要使用Selector，得向Selector注冊Channel，然后調用它的select()方法。這個方法會一直阻塞到某個注冊的通道有事件就緒。一旦這個方法返回，線程就可以處理這些事件，事件的例子有如新連接進來，數據接收等。

到此，關于“Netty NIO的簡單介紹”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！