netty（1）：NIO 基础之三大组件

news2024/11/27 23:59:06

1 三大组件

1.1 Channel & Buffer

channel 有一点类似于 stream，它就是读写数据的双向通道，可以从 channel 将数据读入 buffer，也可以将 buffer 的数据写入 channel，而之前的 stream 要么是输入，要么是输出，channel 比 stream 更为底层

常见的 Channel 有

FileChannel
DatagramChannel
SocketChannel
ServerSocketChannel

buffer 则用来缓冲读写数据，常见的 buffer 有

ByteBuffer

MappedByteBuffer

DirectByteBuffer

HeapByteBuffer

ShortBuffer
IntBuffer
LongBuffer
FloatBuffer
DoubleBuffer
CharBuffer

1.2 Selector

selector 单从字面意思不好理解，需要结合服务器的设计演化来理解它的用途

多线程版设计

多线程版缺点

内存占用高
线程上下文切换成本高
只适合连接数少的场景

线程池版设计

线程池版缺点

阻塞模式下，线程仅能处理一个 socket 连接
仅适合短连接场景

selector 版设计

selector 的作用就是配合一个线程来管理多个 channel，获取这些 channel 上发生的事件，这些 channel 工作在非阻塞模式下，不会让线程吊死在一个 channel 上。适合连接数特别多，但流量低的场景（low traffic）

调用 selector 的 select() 会阻塞直到 channel 发生了读写就绪事件，这些事件发生，select 方法就会返回这些事件交给 thread 来处理

2 ByteBuffer

有一普通文本文件 data.txt，内容为

1234567890abcd

使用 FileChannel 来读取文件内容

package org.example.demo1;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

@Slf4j
public class ChannelDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileChannel channel = new FileInputStream("data.txt").getChannel()) {
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
            do {
                // 向 buffer 写入
                int len = channel.read(buffer);
                log.debug("读到字节数：{}", len);
                if (len == -1) {
                    break;
                }
                // 切换 buffer 读模式
                buffer.flip();
                while(buffer.hasRemaining()) {
                    byte b = buffer.get();
                    log.debug("实际字节{}", (char)b);
                }
                // 切换 buffer 写模式
                buffer.clear();
            } while (true);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

输出

15:03:39.467 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 读到字节数：10
15:03:39.475 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节1
15:03:39.475 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节2
15:03:39.476 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节3
15:03:39.476 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节4
15:03:39.476 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节5
15:03:39.476 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节6
15:03:39.476 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节7
15:03:39.476 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节8
15:03:39.476 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节9
15:03:39.476 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节0
15:03:39.476 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 读到字节数：4
15:03:39.477 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节a
15:03:39.477 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节b
15:03:39.477 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节c
15:03:39.477 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 实际字节d
15:03:39.477 [main] DEBUG org.example.demo1.ChannelDemo1 - 读到字节数：-1

2.1 ByteBuffer 正确使用姿势