Netty - [01] 概述

题记部分

一、介绍

Netty 是由JBOSS提供的一个Java开源框架，现为Github上的独立项目。

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I/O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应用场景。

Netty官网：https://netty.io/

Netty Github：https://github.com/netty/netty

二、I/O模型

I/O模型简单的理解，就是用什么杨的通道进行数据的发送和接收，很大程度上决定了程序通信的性能。Java共支持3种网络编程模型I/O模式：BIO、NIO、AIO

BIO：同步并阻塞（传统阻塞型），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。

NIO：同步非阻塞服务器实现模式为一个线程处理多个请求，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。

AIO（NIO. 2）：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，它的特点是先由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事件较长的应用。

三、Java BIO

Java BIO就是传统的Java I/O编程，其相关的类和接口在java.io

BIO（Blocking I/O）：同步阻塞（传统阻塞型），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。可以通过线程池机制改善（实现多个用户连接服务器）

BIO方式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搞，并发局限应用中，JDK14以前的唯一选择，程序简单易理解。

BIO编程流程：

（1）服务器端启动一个ServerSocket

（2）客户端启动Socket对服务器进行通信，默认情况下服务器端需要对每个客户建立一个线程与之通讯。

（3）客户端发出请求后，先咨询服务器是否有线程响应，如果没有则会等待，或者被拒绝。

（4）如果有响应，客户端线程会等请求结束后，再继续执行。

四、Java NIO

Java NIO 全称 Java non-blocking IO，是指JDK提供的新API。从jdk14开始，Java提供了一系列改进的输入/输出的新特性，被统称为NIO（即New IO），是同步非阻塞的。

NIO相关类都被放在java.nio包及子包下，并且对原java.io包中很多类进行改写。

NIO有三大核心部分：Channel（通道）、Buffer（缓冲区）、Selector（选择器）。

NIO是面向缓冲区，或者面向块编程的。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动，这就增加了处理过程中的灵活性，使用它可以提供非阻塞式的高伸缩性网络。

Java NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求或者读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取，而不是保持线程阻塞，所以直至数据变得可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。非阻塞写也是如此，一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。

通俗理解：NIO是可以做到用一个线程来处理多个操作的。假设有10000个请求过来，根据实际情况，可以分配50或者100个线程来处理。不用像之前的阻塞IO那样，非得分配10000个线程。

HTTP2.0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HTTP1.1打了好几个数量级。

NIO vs BIO

（1）BIO以流的方式处理数据，而NIO以块的方式处理数据，块I/O的效率比流I/O高很多。

（2）BIO是阻塞的，NIO则是非阻塞的。

（3）BIO基于字节流和字符流进行操作，而NIO基于Channel（通道）和Buffer（缓冲区）进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector（选择器）用于监听多个通道的事件（比如：请求连接，数据到达等），因此使用单个线程就可以监听多个用户端通道。

— 业精于勤荒于嬉，行成于思毁于随 —