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Java的IO模型和Netty框架是什么

2023-06-29 13:06:43 565人浏览独家记忆

摘要

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

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。

Java的IO模型和Netty框架是什么

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。

Java的IO模型和Netty框架是什么

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

Java的IO模型和Netty框架是什么

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

public class BiOServer {    public static void main(String[] args) throws IOException {        // 为了方便直接用了Executors创建线程池        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();        //指定服务端端口        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);        System.out.println("服务器启动");        while(true){            //阻塞等待连接            Socket socket = 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(new Runnable() {                @Override                public void run() {                    try {                        handler(socket);                    }catch (Exception e){                        e.printStackTrace();                    }                }            });        }    }    public static void handler(Socket socket) throws IOException {        System.out.println("Thread:"+Thread.currentThread().getId());        byte[] bytes = new byte[1024];        InputStream inputStream = socket.getInputStream();        while (true){            //阻塞等待读取            int n = inputStream.read(bytes);            if(n!=-1){                System.out.println(new String(bytes,0,n));            }else {                break;            }        }        socket.close();    }}

测试：使用windows的telnet

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使用 ctrl+]

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可以在服务端控制台看到，已经读取到发送的数据

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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。）

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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。

public class BufferNio {    public static void main(String[] args) {        //创建buffer容量为5个int        IntBuffer buffer = 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 <= capacity    private int mark = -1;    private int position = 0;    private int limit;    private int capacity;

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。

public final Buffer flip() {        limit = position;        position = 0;        mark = -1;        return this;    }

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

public class ChannelNio {    public static void main(String[] args) throws IOException {        String str = "少壮不努力，老大徒伤悲";        //创建输出流        FileOutputStream os = new FileOutputStream("D:\\xxxxxxxxxxxxxxxxxxx\\a.txt");        //获取FileChannel        FileChannel channel = os.getChannel();        //创建缓冲        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);        //把字符串放入缓冲区        buffer.put(str.getBytes());        //反转ByteBuffer        buffer.flip();        //将ByteBuffer写入到FileChannel        channel.write(buffer);        //关闭流        os.close();    }}

图示理解

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本地文件读案例

public class ChannelNio {    public static void main(String[] args) throws IOException {        FileInputStream is = new FileInputStream("D:\\xxxxxxxxxxxxxxxxxxx\\a.txt");        FileChannel channel = is.getChannel();        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);        channel.read(buffer);        System.out.println(new String(buffer.array()));        is.close();    }}

本地文件拷贝案例

方法一

public class ChannelNio {    public static void main(String[] args) throws IOException {        FileInputStream is = new FileInputStream("D:\\xxxxxxxxxxxxxxxxxxx\\a.txt");        FileChannel channel = is.getChannel();        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);        FileOutputStream os = new FileOutputStream("D:\\xxxxxxxxxxxxxxxxxxx\\b.txt");        FileChannel osChannel = os.getChannel();        while (true){            buffer.clear();            int i = channel.read(buffer);            if(i==-1){                break;            }            buffer.flip();            osChannel.write(buffer);        }        is.close();        os.close();    }}

方法二

public class ChannelNio {    public static void main(String[] args) throws IOException {        FileInputStream is = new FileInputStream("D:\\xxxxxxxxxxxxxxxxxxx\\HELP.md");        FileChannel channel = is.getChannel();        FileOutputStream os = new FileOutputStream("D:\\xxxxxxxxxxxxxxxxxxx\\HELP222.md");        FileChannel osChannel = os.getChannel();        osChannel.transferFrom(channel,0,channel.size());        is.close();        os.close();    }}