一.Netty简介
- Netty是由JBOSS提供的一个java开源框架
- Netty是一个异步的，基于事件驱动的网络应用框架，用以快速开发高性能，高可靠性的网络IO程序
- Netty主要针对在TCP协议下，面向Client端的高并发应用，或者peer-to-peer场景下的大量数据持续传输的应用
- Netty本质是一个NIO框架，适用于服务器通讯相关的多种应用场景
二.应用场景
- 互联网行业
- 在分布式系统中，各个节点之间需要远程服务调用，高性能的 RPC 框架必不可少，Netty 作为异步高性能的通信框架，往往作为基础通信组件被这些 RPC 框架使用。
- 阿里分布式服务框架 Dubbo 的 RPC 框 架使用 Dubbo 协议进行节点间通信，
游戏行业
- Netty 作为高性能的基础通信组件，提供了 TCP/UDP 和 HTTP 协议栈，方便定制和开发私有协议栈，账号登录服务器。
- 地图服务器之间可以方便的通过 Netty 进行高性能的通信
三.Java BIO编程
| BIO 同步阻塞 | 一个连接一个线程，即客户端有连接请求服务器就会启动一个线程处理 | 适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中 |
| NIO 同步非阻塞 | 一个线程处理多个请求（连接），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 请求就进行处理 | 方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，弹幕系统，服务器间通讯等 |
| AIO异步非阻塞 | AIO 引入异步通道的概念，采用了 Proactor 模式，简化了程序编写，有效的请求才启动线程 | 操作系统完成后才通知服务端程序启动线程去处理，一般适用于连接数较多且连接时间较长的应用 |
BIO的工作机制
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;
public class BIOServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//线程池机制
//思路
//1. 创建一个线程池
//2. 如果有客户端连接，就创建一个线程，与之通讯(单独写一个方法)
ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
//创建ServerSocket
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
System.out.println("服务器启动了");
while (true) {
System.out.println("线程信息id = " + Thread.currentThread().getId() + "名字 = " + Thread.currentThread().getName());
//监听，等待客户端连接
System.out.println("等待连接....");
//会阻塞在accept()
final Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("连接到一个客户端");
//就创建一个线程，与之通讯(单独写一个方法)
newCachedThreadPool.execute(new Runnable() {
public void run() {//我们重写
//可以和客户端通讯
handler(socket);
}
});
}
}
//编写一个handler方法，和客户端通讯
public static void handler(Socket socket) {
try {
System.out.println("线程信息id = " + Thread.currentThread().getId() + "名字 = " + Thread.currentThread().getName());
byte[] bytes = new byte[1024];
//通过socket获取输入流
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
//循环的读取客户端发送的数据
while (true) {
System.out.println("线程信息id = " + Thread.currentThread().getId() + "名字 = " + Thread.currentThread().getName());
System.out.println("read....");
int read = inputStream.read(bytes);
if (read != -1) {
System.out.println(new String(bytes, 0, read));//输出客户端发送的数据
} else {
break;
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println("关闭和client的连接");
try {
socket.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
四.NIO
- Java NIO 全称java non-blocking IO 是同步非阻塞的
- NIO三大核心部分：Channel（通道），Buffer（缓冲区），Selector（选择器）
- HTTP 2.0 使用了多路复用的技术，做到同一个连接并发处理多个请求，而且并发请求的数量比 HTTP 1.1 大了好几个数量级
- Buffer
package com.atguigu.nio;
import java.nio.IntBuffer;
public class BasicBuffer {
public static void main(String[] args) {
//举例说明 Buffer 的使用(简单说明)
//创建一个 Buffer，大小为 5，即可以存放 5 个 int
IntBuffer intBuffer = IntBuffer.allocate(5);
//向buffer存放数据
//intBuffer.put(10);
//intBuffer.put(11);
//intBuffer.put(12);
//intBuffer.put(13);
//intBuffer.put(14);
for (int i = 0; i < intBuffer.capacity(); i++) {
intBuffer.put(i * 2);
}
//如何从 buffer 读取数据
//将 buffer 转换，读写切换(!!!)
intBuffer.flip();
while (intBuffer.hasRemaining()) {
System.out.println(intBuffer.get());
}
}
}
五.NIO核心原理示意图
- 每个 Channel 都会对应一个 Buffer
- Selector 对应一个线程，一个线程对应多个 Channel
import java.io.FileOutputStream;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
public class NIOFileChannel01 {
// 将 “hello,尚硅谷” 写入到 file01.txt 中
public static void main(String[] args) throws Exception {
String str = "hello,尚硅谷";
//创建一个输出流 -> channel
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("d:\\file01.txt");
//通过 fileOutputStream 获取对应的 FileChannel
//这个 fileChannel 真实类型是 FileChannelImpl
FileChannel fileChannel = fileOutputStream.getChannel();
//创建一个缓冲区 ByteBuffer
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
//将 str 放入 byteBuffer
byteBuffer.put(str.getBytes());
//对 byteBuffer 进行 flip
byteBuffer.flip();
//将 byteBuffer 数据写入到 fileChannel
fileChannel.write(byteBuffer);
fileOutputStream.close();
}
}
file01.txt 中的数据读入到程序，并显示在控制台屏幕
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
public class NIOFileChannel02 {
// file01.txt 中的数据读入到程序，并显示在控制台屏幕
public static void main(String[] args) throws Exception {
//创建文件的输入流
File file = new File("d:\\file01.txt");
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);
//通过 fileInputStream 获取对应的 FileChannel -> 实际类型 FileChannelImpl
FileChannel fileChannel = fileInputStream.getChannel();
//创建缓冲区
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate((int)file.length());
//将通道的数据读入到 Buffer
fileChannel.read(byteBuffer);
//将 byteBuffer 的字节数据转成 String
System.out.println(new String(byteBuffer.array()));
fileInputStream.close();
}
}MappedByteBuffer 可让文件直接在内存（堆外内存）修改,操作系统不需要拷贝一次
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
/**
* 说明 1.MappedByteBuffer 可让文件直接在内存（堆外内存）修改,操作系统不需要拷贝一次
*/
public class MappedByteBufferTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile("d:\\file01.txt", "rw");
//获取对应的通道
FileChannel channel = randomAccessFile.getChannel();
/**
* 参数 1:FileChannel.MapMode.READ_WRITE 使用的读写模式
* 参数 2：0：可以直接修改的起始位置
* 参数 3:5: 是映射到内存的大小（不是索引位置），即将 1.txt 的多少个字节映射到内存
* 可以直接修改的范围就是 0-5
* 实际类型 DirectByteBuffer
*/
MappedByteBuffer mappedByteBuffer = channel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, 5);
mappedByteBuffer.put(0, (byte) 'H');
mappedByteBuffer.put(3, (byte) '9');
// mappedByteBuffer.put(5, (byte) 'Y');//IndexOutOfBoundsException
randomAccessFile.close();
System.out.println("修改成功~~");
}
}
