Netty NIO的简单介绍

这篇文章主要介绍“Netty NIO的简单介绍”，在日常操作中，相信很多人在Netty NIO的简单介绍问题上存在疑惑，小编查阅了各式资料，整理出简单好用的操作方法，希望对大家解答”Netty NIO的简单介绍”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！

1. 传统IO（BIO）存在的问题

同步阻塞

    也就是传统IO（也就是InputStream、OutputStream等Java中IO包下的类以及 java.net下面提供的部分网络 API，比如 Socket、ServerSocket、HttpURLConnection 也归类到同步阻塞 IO 类库，因为网络通信同样是 IO 行为。）在进行读写操作（调用read/write方法）时会停止当前线程，使得当前线程进入阻塞状态，直到读写操作结束后，线程才能继续执行。

    传统IO的同步阻塞问题导致了其在性能上的极大缺陷，因为每一个线程在同一时刻只能管理（运行）一个IO流，尤其是对于网络应用程序来说，如果采用传统IO方式，那么只能一个线程管理持有一个IO流，这对于系统来说并发情况下的性能瓶颈就太大了，代码如下所示

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;
/**
 * 传统socket服务端
 *
 */
public class ioServer {

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

		ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
		//创建socket服务,监听10101端口
		ServerSocket server=new ServerSocket(10101);
		System.out.println("服务器启动！");
		while(true){
			//获取一个套接字（阻塞）
			final Socket socket = server.accept();
			System.out.println("来个一个新客户端！");
			newCachedThreadPool.execute(new Runnable() {
				
				@Override
				public void run() {
					//业务处理
					handler(socket);
				}
			});
			
		}
	}
	
	/**
	 * 读取数据
	 * @param socket
	 * @throws Exception
	 */
	public static void handler(Socket socket){
			try {
				byte[] bytes = new byte[1024];
				InputStream inputStream = socket.getInputStream();
				
				while(true){
					//读取数据（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关闭");
					socket.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
	}
}

    如果使用传统IO方式，那么就必须为每一个连接到服务端的客户端建立一个线程来处理IO，并发量低的时候还好，可是一旦并发量极高，造成创建大量线程，就会导致非常频繁的进行线程间切换，这对系统性能消耗极大，而且线程切换是无用的消耗。

同步和阻塞是有区别的，它们的修饰对象是不同的。

阻塞和非阻塞是指进程访问的数据如果尚未就绪，进程是否需要等待，简单说这相当于函数内部的实现区别，也就是未就绪时是直接返回还是等待就绪。
同步和异步是指访问数据的机制,同步一般指主动请求并等待I/O操作完毕的方式,当数据就绪后在读写的时候必须阻塞,异步则指主动请求数据后便可以继续处理其它任务,随后等待I/O,操作完毕的通知,这可以使进程在数据读写时也不阻塞。

2. NIO（AIO）

异步非阻塞

    为了改善传统IO的问题，在 Java 1.4 中引入了 NIO 框架（java.nio 包），提供了 Channel、Selector、Buffer 等新的类，可以构建多路复用的、同步非阻塞 IO 程序，同时提供了更接近操作系统底层的高性能数据操作方式。在 Java 7 中，NIO 有了进一步的改进，也就是 NIO 2，引入了异步非阻塞 IO 方式，也有很多人叫它 AIO（Asynchronous IO）。异步 IO 操作基于事件和回调机制，可以简单理解为，读写操作直接返回，而不会阻塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应线程进行后续工作，并发性能再次提升。针对

NIO核心实现类

    Java中为NIO提供三个核心实现类，主要是缓冲区（Buffer）、通道（Channel）、选择器（Selector）。

1. 通道（Channel）

    1. 通道（Channel）：原本在传统IO中是通过流来进行读写操作，但是在NIO中是采用Channel来进行读写操作，Channel替代了传统IO中的流。

    2. Java中提供了Channel的几种具体实现类，这些通道涵盖了UDP 和 TCP 网络IO，以及文件IO。

• FileChannel：文件IO

• DatagramChannel：UDP网络IO

• SocketChannel：TCP客户端网络IO

• ServerSocketChannel：TCP服务端网络IO

    3. Channel有三个特点：

• Channel是可读可写的，但是一个Channel要么只能写要么只能读

• Channel可以异步的读和写

• 数据总是从Channel中读到Buffer,或者从Buffer中写到Channel

2. 缓冲区（Buffer）

    1. Channel负责读写数据，而缓冲区Buffer则负责临时保存Channel读写的数据，也就是缓存数据，所有的数据都会经过Buffer写入到Channel或者从Channel中读取存储到Buffer。JavaNIO中为Buffer提供了所有基本数据类型的实现类，覆盖了你能通过IO发送的基本数据类型：byte, short, int, long, float, double 和 char。还有另外一个MappedByteBuffer。

• ByteBuffer

• CharBuffer

• DoubleBuffer

• FloatBuffer

• IntBuffer

• LongBuffer

• ShortBuffer

3. 选择器（Selector）

    1. 传统IO因为一个线程对应一个IO的局限导致其在高并发下的性能浪费，而NIO中则因为Selector的存在实现了允许一个单独的线程来监视多个输入通道，你可以注册多个通道使用一个选择器，然后使用一个单独的线程来“选择”通道：这些通道里已经有可以处理的输入，或者选择已准备写入的通道。这种选择机制，使得一个单独的线程很容易来管理多个通道。

要使用Selector，得向Selector注册Channel，然后调用它的select()方法。这个方法会一直阻塞到某个注册的通道有事件就绪。一旦这个方法返回，线程就可以处理这些事件，事件的例子有如新连接进来，数据接收等。

到此，关于“Netty NIO的简单介绍”的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注亿速云网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！