认识Netty Netty是什么?What can it do ?
Netty介绍
Netty是一款高性能、异步事件驱动的NIO框架,它提供了对TCP、UDP和文件传输的支持,作为一个异步NIO框架,Netty的所有IO操作都是异步非阻塞的,通过Future-Listener机制,用户可以方便的主动获取或者通过通知机制获取IO操作结果。

epoll是Linux内核的IO模型。我想一定有人想问,AIO听起来比NIO更加高大上,为什么不使用AIO?AIO其实也有应用,但是有一个问题就是,Linux是不支持AIO的,因此基于AIO的程序运行在Linux上的效率相比NIO反而更低。而Linux是最主要的服务器OS,因此相比AIO,目前NIO的应用更加广泛。说到这里,可能你已经明白了,epoll一定和NIO有着很深的因缘。没错,如果仔细研究epoll的技术内幕,你会发现它确实和NIO非常相似,都是基于“通道”和缓冲区的,也有selector,只是在epoll中,通道实际上是操作系统的“管道”。和NIO不同的是,NIO中,解放了线程,但是需要由selector阻塞式地轮询IO事件的就绪;而epoll中,IO事件就绪后,会自动发送消息,通知selector:“我已经就绪了。”可以认为,Linux的epoll是一种效率更高的NIO。

即便抛开代码和 NIO 类库复杂性不谈,一个高性能、高可靠性的 NIO 服务端开发和维护成本都是非常高的,开发者需要具有丰富的 NIO 编程经验和网络维护经验,很多时候甚至需要通过抓包来定位问题。也许开发出一套 NIO 程序需要 1 个月,但是它的稳定很可能需要 1 年甚至更长的时间,这也就是为什么我不建议直接使用 JDK NIO 类库进行通信开发的一个重要原因。

介绍几个概念
1、同步
所谓同步,就是在发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回。
2、异步
异步的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后,调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的部件在完成后,通过状态、通知和回调来通知调用者。
3、阻塞
异步的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后,调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的部件在完成后,通过状态、通知和回调来通知调用者。有人也许会把阻塞调用和同步调用等同起来,实际上它们是不同的。对于同步调用来说,很多时候当前线程还是激活的,只是从逻辑上当前函数没有返回而已。当socket工作在阻塞模式的时候, 如果没有数据的情况下调用该函数,则当前线程就会被挂起,直到有数据为止。
4、非阻塞
非阻塞和阻塞的概念相对应,指在不能立刻得到结果之前,该函数不会阻塞当前线程,而会立刻返回。
深入理解JAVA NIO
1、初识NIO
在 JDK 1. 4 中 新 加入 了 NIO( New Input/ Output) 类, 引入了一种基于通道和缓冲区的 I/O 方式,它可以使用 Native 函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存储在 Java 堆的 DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作,避免了在 Java 堆和 Native 堆中来回复制数据。NIO 是一种同步非阻塞的 IO 模型。同步是指线程不断轮询 IO 事件是否就绪,非阻塞是指线程在等待 IO 的时候,可以同时做其他任务。同步的核心就是 Selector,Selector 代替了线程本身轮询 IO 事件,避免了阻塞同时减少了不必要的线程消耗;非阻塞的核心就是通道和缓冲区,当 IO 事件就绪时,可以通过写道缓冲区,保证 IO 的成功,而无需线程阻塞式地等待。
2、Buffer
为什么说NIO是基于缓冲区的IO方式呢?因为,当一个链接建立完成后,IO的数据未必会马上到达,为了当数据到达时能够正确完成IO操作,在BIO(阻塞IO)中,等待IO的线程必须被阻塞,以全天候地执行IO操作。为了解决这种IO方式低效的问题,引入了缓冲区的概念,当数据到达时,可以预先被写入缓冲区,再由缓冲区交给线程,因此线程无需阻塞地等待IO。
3、通道(Channel)
例如 有一个服务器通道 ServerSocketChannel serverChannel,一个客户端通道 SocketChannel clientChannel;服务器缓冲区:serverBuffer,客户端缓冲区:clientBuffer。当服务器想向客户端发送数据时,需要调用:clientChannel.write(serverBuffer)。当客户端要读时,调用 clientChannel.read(clientBuffer)当客户端想向服务器发送数据时,需要调用:serverChannel.write(clientBuffer)。当服务器要读时,调用 serverChannel.read(serverBuffer)这样,通道和缓冲区的关系似乎更好理解了。在实践中,未必会出现这种双向连接的蠢事(然而这确实存在的,后面的内容还会涉及),但是可以理解为在NIO中:如果想将Data发到目标端,则需要将存储该Data的Buffer,写入到目标端的Channel中,然后再从Channel中读取数据到目标端的Buffer中。
4、Selector
通道和缓冲区的机制,使得线程无需阻塞地等待IO事件的就绪,但是总是要有人来监管这些IO事件。这个工作就交给了selector来完成,这就是所谓的同步。Selector允许单线程处理多个 Channel。如果你的应用打开了多个连接(通道),但每个连接的流量都很低,使用Selector就会很方便。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,这就是所说的轮询。一旦这个方法返回,线程就可以处理这些事件。
Selector中注册的感兴趣事件有:
- OP_ACCEPT
- OP_CONNECT
- OP_READ
- OP_WRITE
5、优化
一种优化方式是:将Selector进一步分解为Reactor,将不同的感兴趣事件分开,每一个Reactor只负责一种感兴趣的事件。
这样做的好处是:
1、分离阻塞级别,减少了轮询的时间;
2、线程无需遍历set以找到自己感兴趣的事件,因为得到的set中仅包含自己感兴趣的事件。

6、NIO和epoll
epoll是Linux内核的IO模型。我想一定有人想问,AIO听起来比NIO更加高大上,为什么不使用AIO?AIO其实也有应用,但是有一个问题就是,Linux是不支持AIO的,因此基于AIO的程序运行在Linux上的效率相比NIO反而更低。而Linux是最主要的服务器OS,因此相比AIO,目前NIO的应用更加广泛。说到这里,可能你已经明白了,epoll一定和NIO有着很深的因缘。没错,如果仔细研究epoll的技术内幕,你会发现它确实和NIO非常相似,都是基于“通道”和缓冲区的,也有selector,只是在epoll中,通道实际上是操作系统的“管道”。和NIO不同的是,NIO中,解放了线程,但是需要由selector阻塞式地轮询IO事件的就绪;而epoll中,IO事件就绪后,会自动发送消息,通知selector:“我已经就绪了。”可以认为,Linux的epoll是一种效率更高的NIO。