NIO高级编程与Netty入门
Posted 邢小阔的星空
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了NIO高级编程与Netty入门相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
1、BIO与NIO
IO(BIO)和NIO区别:其本质就是阻塞和非阻塞的区别
阻塞概念:应用程序在获取网络数据的时候,如果网络传输数据很慢,就会一直等待,直到传输完毕为止。
非阻塞概念:应用程序直接可以获取已经准备就绪好的数据,无需等待。
IO为同步阻塞形式,NIO为同步非阻塞形式,NIO并没有实现异步,在JDK1.7后升级NIO库包,支持异步非阻塞
同学模型NIO2.0(AIO)
BIO:同步阻塞式IO,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。 NIO:同步非阻塞式IO,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。 AIO(NIO.2):异步非阻塞式IO,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。
同步时,应用程序会直接参与IO读写操作,并且我们的应用程序会直接阻塞到某一个方法上,直到数据准备就绪:
或者采用轮训的策略实时检查数据的就绪状态,如果就绪则获取数据.
异步时,则所有的IO读写操作交给操作系统,与我们的应用程序没有直接关系,我们程序不需要关系IO读写,当操作
系统完成了IO读写操作时,会给我们应用程序发送通知,我们的应用程序直接拿走数据极即可。
2、伪异步
由于BIO一个客户端需要一个线程去处理,因此我们进行优化,后端使用线程池来处理多个客户端的请求接入,形成客户端个数M:线程池最大的线程数N的比例关系,其中M可以远远大于N,通过线程池可以灵活的调配线程资源,设置线程的最大值,防止由于海量并发接入导致线程耗尽。
原理:
当有新的客户端接入时,将客户端的Socket封装成一个Task(该Task任务实现了java的Runnable接口)投递到后端的线程池中进行处理,由于线程池可以设置消息队列的大小以及线程池的最大值,因此,它的资源占用是可控的,无论多少个客户端的并发访问,都不会导致资源的耗尽或宕机。
3、使用多线程支持多个请求
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
4、IO模型关系
阻塞概念:应用程序在获取网络数据的时候,如果网络传输很慢,那么程序就一直等着,直接到传输完毕。
非阻塞概念:应用程序直接可以获取已经准备好的数据,无需等待.
IO为同步阻塞形式,NIO为同步非阻塞形式。NIO没有实现异步,在JDK1.7之后,升级了NIO库包
,支持异步费阻塞通讯模型NIO2.0(AIO)
5、什么是Netty
Netty 是一个基于 JAVA NIO 类库的异步通信框架,它的架构特点是:异步非阻塞、基于事件驱动、高性能、高可靠性和高可定制性。
6、Netty应用场景
1.分布式开源框架中dubbo、Zookeeper,RocketMQ底层rpc通讯使用就是netty。
2.游戏开发中,底层使用netty通讯。
7、为什么选择netty
在本小节,我们总结下为什么不建议开发者直接使用JDK的NIO类库进行开发的原因:
1) NIO的类库和API繁杂,使用麻烦,你需要熟练掌握Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer等;
2) 需要具备其它的额外技能做铺垫,例如熟悉Java多线程编程,因为NIO编程涉及到Reactor模式,你必须对多线程和网路编程非常熟悉,才能编写出高质量的NIO程序;
3) 可靠性能力补齐,工作量和难度都非常大。例如客户端面临断连重连、网络闪断、半包读写、失败缓存、网络拥塞和异常码流的处理等等,NIO编程的特点是功能开发相对容易,但是可靠性能力补齐工作量和难度都非常大;
4) JDK NIO的BUG,例如臭名昭著的epoll bug,它会导致Selector空轮询,最终导致CPU 100%。官方声称在JDK1.6版本的update18修复了该问题,但是直到JDK1.7版本该问题仍旧存在,只不过该bug发生概率降低了一些而已,它并没有被根本解决。
以上是关于NIO高级编程与Netty入门的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
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