网络编程——IO、NIO、Netty

IO 最早指的是文件的Input/Output,之后 IO 也包括网络 IO。

网络 IO

网络 IO 编程只要一个线程过来就需要创建一个线程,这样会导致资源不够用,很浪费资源。

问题

  • 线程资源受限:线程是操作系统中非常宝贵的资源,同一时刻有大量的线程处于阻塞状态是非常严重的资源浪费,操作系统耗不起
  • 线程切换效率低下:单机 CPU 核数固定,线程爆炸之后操作系统频繁进行线程切换,应用性能急剧下降。
  • 除了以上两个问题,IO 编程中,我们看到数据读写是以字节流为单位。

NIO

NIO 模型中,他把这么多 while 死循环变成一个死循环,这个死循环由一个线程控制,那么他又是如何做到一个线程,一个 while 死循环就能监测1w个连接是否有数据可读的。这就是 NIO 模型中 selector 的作用,一条连接来了之后,现在不创建一个 while 死循环去监听是否有数据可读了,而是直接把这条连接注册到 selector 上,然后,通过检查这个 selector,就可以批量监测出有数据可读的连接,进而读取数据。

IO 和 NIO 的区别

读写方式

IO 读写是面向的,一次性只能从流中读取一个或者多个字节,并且读完之后流无法再读取,你需要自己缓存数据。Java NIO 的读写是面向 Buffer 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。但是,还需要检查是否该缓冲区中包含所有您需要处理的数据。而且,需确保当更多的数据读入缓冲区时,不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。

阻塞与非阻塞IO

Java IO 的各种流是阻塞的。这意味着,当一个线程调用read() 或 write()时,该线程被阻塞,直到有一些数据被读取,或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情了。Java NIO 的非阻塞模式,使一个线程从某通道发送请求读取数据,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,所以直至数据变的可以读取之前,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。 线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作,所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道(channel)。

选择器(Selectors)

Java NIO的选择器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。

网络 IO 模型

  • 同步
  • 异步
  • 阻塞式 IO
  • 非阻塞式 IO

同步与异步

同步和异步关注的是消息通信机制(谓同步,就是在发出一个调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回。但是一旦调用主动等待这个调用*的结果

而异步则是相反,调用在发出之后,这个调用就直接返回了,所以没有返回结果。换句话说,当
用者不会立刻得到结果。而是在
调用发出后,被调用者*通过状知来通知调用者,或通过回调函数处理这个调用

阻塞与非阻塞

塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果(消息,返回值)时的状态。

阻塞调用是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起。调用线程只有在得到结果之后才会返回。

非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前,该调用不会阻塞当前线程。

Netty

Nety是一款异步的事件驱动的网络应用程序框架,支持快速地开发可维护的高性能的面向协议的服务器和客户端。

参考

博主 wechat
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