Netty事件監聽和處理(上)
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RabbitMQ實戰的後續章節還沒來得及看,這篇就總結下之前在項目組分享過的技術點:Netty事件監聽和處理。
通過介紹,你會了解到:
- 事件監聽、NIO、線程模型等相關概念;
- Netty總體結構;
- 事件監聽和處理;
- 項目實踐總結;
本篇先介紹下前兩節,下一篇介紹後兩節。
本篇最後會說明下福利的抽取規則,大家積極參與 >_<
相關概念
Netty是一個NIO框架,它將IO通道的建立、可讀、可寫等狀態變化,抽象成事件,以責任鏈的方式進行傳遞,可以在處理鏈上插入自定義的Handler,對感興趣的事件進行監聽和處理。
所以,先介紹下事件監聽、責任鏈模型、socket接口和IO模型、線程模型等基本概念,對後面理解Netty的事件監聽和處理有很大幫助。
事件監聽
JDK監聽器模式主要包含以下元素:
- EventObject 事件對象
- EventListener 事件監聽接口
- 自定義事件源
- 事件觸發
模式很簡單,用戶可以自定義事件源,保存觸發對象的相關數據,事件被觸發後,傳遞給註冊事件的處理者。事件監聽接口是為了統一處理者方法。
舉個比較好理解的按鈕單擊事件,其中ActionListener是事件監聽器,ActionEvent是事件對象,包含了事件源:
實現一套事件監聽的具體過程:
- 確定事件源;
- 明確可能產生的事件,定義成不同的事件對象或事件方法;
- 提供一個存儲結構,用於保存監聽事件的對象,當事件發生時,會通知監聽者;
- 執行回調方法,進行業務處理;
責任鏈模式
主要是說事件處理者的組織方式,通過責任鏈模式,可以在任何處理節點,添加自定義處理器,很方便。
關於責任鏈概念,這裏再簡單說下:使多個對象都有機會處理請求,從而避免請求的發送者和接受者之間的耦合關系,將這個對象連成一條鏈,並沿著這條鏈傳遞該請求,直到有一個對象處理他為止。
socket
一般說NIO,主要是針對網絡IO,從網卡中讀取數據,向網卡中寫入數據,這就是監聽器模式的數據源。
網絡編程主要通過操作系統提供的socket接口進行,通過了解socket接口可以總結出有哪些事件。
socket是用戶進程和內核網絡協議之間的統一接口。
socket也是一種特殊的文件,網絡通信可以看作是對文件的讀取,使得對網絡的控制和對文件的控制一樣方便。
NIO和IO模型
NIO是指非阻塞IO,我們一般說的IO都是阻塞IO,想全面了解這些概念,又會說的很多,這裏就簡單概括下。
一個進程所占的內存包括用戶態和內核態,為了安全,用戶代碼是不能直接操作內核態內存的,通過系統調用進行交互,比如讀取網絡數據,交互過程如下:
用戶線程發起read請求後,需要等待數據到達才能返回,在這期間,用戶線程不能做任何事情,如果是網絡編程,可能有很多Socket對象進行監聽,會創建大量線程被阻塞,造成資源浪費,性能下降。
針對這種情況,出現了IO模型的概念,有幾種方式:
- 同步非阻塞IO;
- IO多路復用;
- 異步IO;
具體介紹,網上有很多資料,就不詳細說了,這裏只提下IO多路復用,說說我的理解,我們項目中就是使用這種方式。
所謂多路復用,主要是操作系統提供給我們這種開發模式:可以把感興趣的IO事件(建立、可讀、可寫等)提前註冊,而且多個socket對象可以註冊到一個selector選擇器上,這樣就可以多個socket對象使用一個用戶線程進行監聽,當事件發生時,會查找對應的socket進行讀、寫等操作。
之前做過NIO開發的朋友,可以看下面的示例回顧下整個過程:
線程模型
上面說了我對多路復用的理解,提到了一個線程監聽多個socket,但如果socket很多,一個線程是處理不過來的。另外,事件的接收和判斷 與 數據的讀取、處理、寫入,可以在不同線程進行。
這就引出了線程模型的概念,比如Reactor和Proactor模型,具體細節就不介紹了,網上有很多資料,最終目的都是為了提高IO事件處理的性能。
Netty總體結構
這部分主要是了解下Netty,對其實現原理先不做深究。
概述
Netty 是一個異步的事件驅動的網絡應用程序框架,支持快速地開發可維護的高性能的面向協議的服務器和客戶端;
它駕馭了 Java 高級 API 的能力,並將其隱藏在一個易於使用的 API 之後;
- Core(核心部分),是底層的網絡通訊的一些通用抽象,這部分內容是關鍵。
- Transport Services(傳輸服務),具體的網絡傳輸能力的定義以及一些實現。
- Protocol Support(協議支持),netty 對於一些通用協議的編碼解碼實現。
零拷貝
廣義的零拷貝是指計算機操作的過程中,CPU不需要為數據在內存之間的拷貝消耗資源。Linux中的sendfile()以及 Java NIO 中的FileChannel.transferTo()方法都實現了零拷貝的功能,而在 Netty 中也通過在FileRegion中包裝了 NIO 的FileChannel.transferTo()方法實現了零拷貝。
Netty中所指零拷貝,完全在用戶態,更偏向於優化數據操作。Netty允許我們將多段數據合並為一整段虛擬數據供用戶使用,而不需要對數據進行拷貝操作。
統一的通訊模型
傳統的JAVA IO API 在應對不同的傳輸協議時,需要使用不同的類型和方法,例如:java.net.Socket和java.net.DatagramSocket,它們並不具有相同的超類型;Java新的IO API與原有的阻塞式IO API也不兼容;
Netty提供了統一的API編程接口,抽象了所有點對點通信操作,僅調整幾行代碼,便可切換不同的傳輸實現:
- 基於NIO的TCP/IP傳輸
- 基於OIO的TCP/IP傳輸
- 基於OIO的UDP/IP傳輸
- 本地傳輸
事件模型
也就是要說的事件監聽和處理,提供了很好的方式去處理各種事件。
大致處理過程如上圖,具體將在下一篇介紹。
福利說明
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抽獎截止時間
4月9號中午12點
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