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NIO:異步非阻塞I/O,AIO,BIO

group 互聯 handle 通知機制 down 行處理 java 概念 建立連接

Neety的基礎使用及說明

https://www.cnblogs.com/rrong/p/9712847.html

BIO(缺乏彈性伸縮能力,並發量小,容易出現內存溢出,出現宕機 每一個客戶端對應一個線程

偽異步IO:創建線程池,由線程池裏邊的線程負責連接處理,M個個請求進來時,會在線程池創建N個線程。容易出現線程池阻塞。由一個線程池來處理客戶端的請求。

NIO:異步非阻塞,服務器實現模式為一個請求一個線程,客戶端發送的連接請求都會註冊到多路復用器上,多路復用器輪詢到連接有I/O請求時才啟動一個線程進行處理。
對於NIO,有兩點需要強調的:
(1)關於概念有兩種理解,New I/O(相對於之前的I/O庫是新增的)和Non-block I/O(非阻塞的)。由於NIO的目標就是讓java支持非阻塞I/O,所有更多人喜歡用Non-block I/O。

(2)很多人喜歡將NIO稱為異步非阻塞I/O,但是,如果按照嚴格的NUIX網絡編程模型和JDK的實現進行區分,實際上它只是非阻塞I/O,不能稱之為異步非阻塞I/O。但由於NIO庫支持非阻塞讀和寫,相對於之前的同步阻塞讀和寫,它是異步的,因此很多人習慣稱NIO為異步非阻塞I/O。

AIO: JDK1.7升級了NIO庫,升級後的NIO庫被稱為NIO2.0,正式引入了異步通道的概念。NIO2.0的異步套接字通道是真正的異步非阻塞I/O,此即AIO。其服務器實現模式為一個有效請求一個線程,客戶端的I/O請求都是由OS先完成了再通知服務器應用去啟動線程進行處理。
BIO(一請求以應答模型): 一個獨立的acceptor監聽客戶端的連接,監聽到客戶端的請求連接之後,為每個客戶端創建一個新的線程,進行鏈路處理。處理完之後,通過輸出流返回給應答客戶端,此時線程銷毀。

以上解釋也可參考博文https://blog.csdn.net/u012285489/article/details/44646813

Netty服務器的原理:

圖中每次請求的讀取是通過UpStream來實現,然後激活我們的服務邏輯如EchoServerHandler,而服務器向外寫數據,也就是響應是通過DownStream實現的。每個通道Channel包含一對UpStream和DownStream,以及我們的handlers(EchoServerHandler),如下圖,這些都是通過channel pipeline封裝起來的,數據流在管道裏流動,每個Socket對應一個ChannelPipeline。
channel pipeline是關鍵:

為每個Channel 保留 ChannelHandlers ,如EchoServerHandler
所有的事件都要通過它
一個Channel對應一個 ChannelPipeline
包含協議編碼解碼 安全驗證SSL/TLS和應用邏輯

非阻塞的IO通信框架
Netty概述:
1、netty是基於Java NIO的網絡應用框架,client-server框架
2、Netty是一個高性能、異步事件驅動的NIO框架,它提供了對TCP、UDP和文件傳輸的支持,
作為一個異步NIO框架,Netty的所有IO操作都是異步非阻塞的,
通過Future-Listener機制,用戶可以方便的主動獲取或者通過通知機制獲得IO操作結果。
3、作為當前最流行的NIO框架,Netty在互聯網領域、大數據分布式計算領域、遊戲行業、通信行業等獲得了廣泛的應用,

Netty的使用:
1.創建一個服務器端(ServerBootstrap)
1.需要創建兩個對象, new NioEventLoopGroup();
2.然後創建一個服務器端的對象new ServerBootstrap();
3.使用服務器對象調用group方法將第一步創建的兩個對象傳入到服務器對象中。
4.然後再調用channel方法傳入NioServerSocketChannel.class
5.在接著調用childHandler方法,傳入繼承了ChannelInitializer的類。註:此類用於對剛剛接收的channel進行初始化。(可進行設置接收傳輸數據的編碼和解碼與添加自定義處理邏輯的類,需要繼承SimpleChannelInboundHandler。然後重寫該類的方法進行自己邏輯部分的處理)
6.在實現了ChannelInitializer類中實現 了initChaannel方法,然後需要獲取ChannelPipeline這個類來進行設置,獲取方法是:通過該實現方法的參數.pipeline方法來得到。從而可以進行設置接收到channel進行編碼解碼的設置與添加自己邏輯部分的類。
7.添加自己的邏輯部分的類或代碼了。使用上步得到的CHannelPipeline來調用addLast方法添加。設置編碼和解碼也一樣。,附圖:

   8.開始編寫繼承了SimpleChannelInboundHandler類的類,然後重寫該類的一些方法來完成自己的邏輯代碼。
        channelActive():建立連接的時候觸發
        channelRead0():收到客戶端發來的消息的時候觸發
        .....
   9.綁定端口開始接收進來的連接,使用服務器端對象調用bind方法綁定端口號然後調用sync方法來進行監聽並接受連接
        10.關閉服務器使用 future.channel().closeFuture().sync();來關閉服務器

並關閉第一步所創建的兩個NioEventLoopGroup。調用shutdownGracefully方法
註:上述為創建了一個服務器端步驟
如果在繼承了SimpleChannelInboundHandler類的上邊添加@Sharable註解
第五步必須為調用childHandler,否則報錯childHandler not set
註解解釋:
@Sharable // 表示它可以被添加到多個ChannelPipeline中。

2.創建一個客戶端(Bootstrap)
        1.創建一個NioEventLoopGroup對象,用來傳入下班創建的Bootstrap客戶端對象。
        2.創建Bootstrap客戶端對象
        3.使用創建的客戶端對象調用group對象竄入創建 NioEventLoopGroup對象。然後下邊和創建服務器端對象的步驟一樣到第9步。註:這裏跟服務器端第五步稍微有點區別,客戶端調用的是handler方法,而服務器端調用的是childHandler方法
        4.開始連接服務器,使用創建的客戶端對象調用connect對象將所需要連接的服務器ip及端口號。然後再調用sync方法進行與服務器的連接。
        5.向服務器端發送數據,需要創建一個Channel對象,使用第四步創建的對象嗲用channel方法得到一個Channel對象。然後使用該對象調用writeAndFlush方法來像服務器端發送數據。
        6.關閉當前與服務器連接的話將第一步創建的NioEventLoopGroup對象關閉即可,調用shutdownGracefully方法。

註:可參考博文:https://blog.csdn.net/javadhh/article/details/66477423
  以上為本人自己理解。如有不對,還請指出!

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