Java的IO模型和Netty框架是什么

魁首哥

作者

Java的IO模型和Netty框架是什么

这篇文章主要介绍“Java的IO模型和Netty框架是什么”，在日常操作中，相信很多人在Java的IO模型和Netty框架是什么问题上存在疑惑，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”Java的IO模型和Netty框架是什么”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！

什么是Netty

异步，基于事件驱动的网络应用框架，用以快速开发高性能，高可靠的网络IO程序
主要针对在TCP协议下，面向Clients端的高并发应用
本质是一个NIO框架，适用于服务器通讯等场景

异步：发送请求无需等待响应，程式接着往下走。

事件驱动：一个连接事件或者断开事件，或者读事件或者写事件，发生后的后续处理。

Netty典型应用：

高性能rpc框架用来远程服务(过程)调用，比如Dubbo。
游戏行业，页面数据交互。
大数据领域如Hadoop高性能通讯和序列化组件（AVRO）。

IO模型

简单理解就是用什么通道去进行数据发送和接收。

BIO：一个连接一个线程，连接不做任何事会造成不必要的线程开销。适用于连接数目较小且固定的架构。

NIO:服务端一个线程（也可以多个），维护一个多路复用器。由多路复用器去处理IO线程。适用于连接数目多且较短的架构

AIO:异步非阻塞，还未得到广泛应用。适用于连接数目多且连接较长的架构。

BIO

BIO编程简单流程

服务端创建启动ServerSocket
客户端启动Socket对服务器进行通信，默认服务器会对每一个客户创建一个线程。
客户端发出请求后，先咨询线程是否有响应，如果没有则等待或者拒绝。
如果有响应，则等待请求结束后，再继续执行。（阻塞）

BIO简单实例

publicclassBIOserver{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{//为了方便直接用了Executors创建线程池ExecutorServiceservice=Executors.newCachedThreadPool();//指定服务端端口ServerSocketserverSocket=newServerSocket(6666);System.out.println("服务器启动");while(true){//阻塞等待连接Socketsocket=serverSocket.accept();System.out.println("连接到一个客户端");//每个连接对应一个线程service.execute(newRunnable(){@Overridepublicvoidrun(){try{handler(socket);}catch(Exceptione){e.printStackTrace();}}});}}publicstaticvoidhandler(Socketsocket)throwsIOException{System.out.println("Thread:"+Thread.currentThread().getId());byte[]bytes=newbyte[1024];InputStreaminputStream=socket.getInputStream();while(true){//阻塞等待读取intn=inputStream.read(bytes);if(n!=-1){System.out.println(newString(bytes,0,n));}else{break;}}socket.close();}}

测试：使用windows的telnet

使用 ctrl+]

可以在服务端控制台看到，已经读取到发送的数据

NIO

三大核心部分：Channel(可类比Socket),Buffer,Selector

大概是这个样子。客户端和Buffer交互，Buffer和Channel是一对一的关系。Selector选择操作Channel（事件驱动，如果Channel有事件发生，Selector才去选择操作。）

Buffer

Buffer基本使用

ByteBuffer使用场景较为广泛。

buffer就是一个内存块，所以说nio是面向块/缓冲，底层是数组。数据读写是通过buffer。可以使用方法flip切换读写。

publicclassBufferNio{publicstaticvoidmain(String[]args){//创建buffer容量为5个intIntBufferbuffer=IntBuffer.allocate(5);//放数据buffer.put(1);buffer.put(2);buffer.put(3);buffer.put(4);buffer.put(5);//读写切换buffer.flip();//取数据//内部维护一个索引，每次get索引都会往后边移动while(buffer.hasRemaining()){System.out.println(buffer.get());}}}

Buffer四个主要属性

//Invariants:mark<=position<=limit<=capacityprivateintmark=-1;privateintposition=0;privateintlimit;privateintcapacity;

mark：标记，很少改变

position：下一个要被读元素的位置，为下次读写做准备

limit：缓冲器当前的终点，不能对缓冲区极限意外的区域读写，可变。

capacity：不可变，创建时指定的最大容量。

上边出现了读写切换的方法flip，我们看下源码，可以看出来通过改变属性实现可读可写的。

publicfinalBufferflip(){limit=position;position=0;mark=-1;returnthis;}

可以通过啊更改limit或者position来实现你想要的操作。参数自己决定

buffer.limit(2);buffer.position(1);

Channel

可读可写，上接Selector，下连Buffer。

当客户端连接ServerSocketChannel时，创建客户端自己的SocketChannel。

本地文件写案例

publicclassChannelNio{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{Stringstr="少壮不努力，老大徒伤悲";//创建输出流FileOutputStreamos=newFileOutputStream("D:\\xxxxxxxxxxxxxxxxxxx\\a.txt");//获取FileChannelFileChannelchannel=os.getChannel();//创建缓冲ByteBufferbuffer=ByteBuffer.allocate(1024);//把字符串放入缓冲区buffer.put(str.getBytes());//反转ByteBufferbuffer.flip();//将ByteBuffer写入到FileChannelchannel.write(buffer);//关闭流os.close();}}

图示理解

本地文件读案例

本地文件拷贝案例

方法一

publicclassChannelNio{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{FileInputStreamis=newFileInputStream("D:\\xxxxxxxxxxxxxxxxxxx\\a.txt");FileChannelchannel=is.getChannel();ByteBufferbuffer=ByteBuffer.allocate(1024);FileOutputStreamos=newFileOutputStream("D:\\xxxxxxxxxxxxxxxxxxx\\b.txt");FileChannelosChannel=os.getChannel();while(true){buffer.clear();inti=channel.read(buffer);if(i==-1){break;}buffer.flip();osChannel.write(buffer);}is.close();os.close();}}

方法二

publicclassChannelNio{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{FileInputStreamis=newFileInputStream("D:\\xxxxxxxxxxxxxxxxxxx\\HELP.md");FileChannelchannel=is.getChannel();FileOutputStreamos=newFileOutputStream("D:\\xxxxxxxxxxxxxxxxxxx\\HELP222.md");FileChannelosChannel=os.getChannel();osChannel.transferFrom(channel,0,channel.size());is.close();os.close();}}