Netty介绍
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IO程序。
Netty主要针对在TCP协议下,面向Clients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多种应用场景。
Netty应用场景
互联网行业:RPC框架使用、阿里Dubbo协议。
游戏行业
大数据领域
I/O模型
BIO:同步阻塞,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。适用于连接数比较小且固定的架构,这种方式对服务器要求高,并发局限于应用中。
NIO:同步非阻塞,服务器实现模式为一个线程处理多个请求(连接),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IO请求就行处理。
三大核心部分:Channel(通道),Buffer(缓冲区),Selector(选择器)。
NIO是面向缓冲或者面向块编程的。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。
AIO: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,他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时间较长的应用。
BIO工作机制
原理图
简单流程
服务器端启动一个ServerSocket
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
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
如果有响应,客户端线程会等待请求结束后,再继续进行
问题分析
每个请求都需要创建独立的线程,与对应的客户端进行数据Read,业务处理,数据Write
当并发数较大时,需要创建大量线程来处理连接,系统资源占用较大
连接建立后,如果当前线程暂时没有数据可读,则线程就阻塞在Read操作上,造成资源浪费
应用实例
说明
使用BIO编写一个服务器端,监听6666端口,当有客户端连接时,就启动一个线程与之通讯
要求使用线程池机制改善,可以连接多个客户端。
服务器端可以接收客户端发送的数据(telnet方式即可)
代码
public class BIOServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 线程池机制
//思路
// 1.创建一个线程池
// 2.如果有客户端连接,就创建一个线程,与之通讯(单独写一个方法)
ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
// 创建ServerSocket
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
System.out.println("服务器启动了");
while (true){
System.out.println("线程信息id=" + Thread.currentThread().getId() + ", 名字 ="+Thread.currentThread().getName());
// 监听等待客户端连接
System.out.println("等待连接。。。");
final Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("连接到一个客户端");
//就创建一个线程,与之通讯
newCachedThreadPool.execute(new Runnable() {
public void run() {
//可以和客户端通讯
handler(socket);
}
});
}
}
//编写一个handler方法,和客户端通讯
public static void handler(Socket socket){
try {
System.out.println("线程信息id=" + Thread.currentThread().getId() + ", 名字 ="+Thread.currentThread().getName());
byte[] bytes = new byte[1024];
// 通过socket获取输入流
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
//循环读取客户端发送的数据
while (true){
System.out.println("线程信息id=" + Thread.currentThread().getId() + ", 名字 ="+Thread.currentThread().getName());
System.out.println("read。。。");
int read = inputStream.read(bytes);
if (read != -1){
System.out.println(new String(bytes, 0, read)); //输出客户端发送的数据
}else{
break;
}
}
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}finally {
System.out.println("关闭和client的连接");
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
运行效果:cmd -> telnet 127.0.0.1 6666 -> ctrl + ] -> send content
NIO基本介绍 NIO与BIO的比较
BIO以流的方式处理数据,而NIO以块的方式处理数据,块的效率比流高。
BIO是阻塞的,NIO非阻塞。
BIO基于字节流和字符流进行操作,而NIO基于Channel和Buffer进行操作,数据总是从通道读到缓冲区,或者从缓冲区写入通道。Selector用于监听多个通道的事件(eg:连接请求,数据到达等),因此使用单个线程就可以监听多个客户端通道。
NIO的Buffer基本使用
public class BasicBuffer {
public static void main(String[] args) {
// 举例说明buffer的使用(简单说明)
// 创建一个buffer,大小为5,即可存放5个int
IntBuffer intBuffer = IntBuffer.allocate(5);
//向buffer中存放数据
for(int i = 0; i < intBuffer.capacity(); i++){
intBuffer.put(i * 2);
}
// 如何从buffer读取数据
// 将buffer转换,读写切换
intBuffer.flip();
while (intBuffer.hasRemaining()){
System.out.println(intBuffer.get());
}
}
}