Netty完勝Java I/O與NIO？

前言

在面對不少當前的互聯網應用程序時，其核心底層功能大多須要高性能網絡編程來支撐，而對於Java來講是幸運的，由於在這個領域已經有了一個正在不斷健壯的框架，他就是Netty（一款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）。

那麼這個框架入手容易嗎？

實際上是有必定難度的，即便是一些例子（具有高性能的系統），想要了解並熟知，不只須要一流的編程技巧，還須要幾個複雜領域（網絡編程、多線程處理和併發）的專業知識。

可是Netty確實提供了極爲豐富的網絡編程工具集，值得咱們花大量時間來消化它。

其終究是框架

Netty的架構方法和設計原則是：每一個小點都和它的技術性內容同樣重要，無比精妙。咱們能夠更關注如下幾點：

關注點分離——業務和網絡邏輯解耦
模塊化和可複用性
可測試性做爲首要的要求

瞭解Java I/O與NIO

代碼示例 阻塞I/O

ServerSocket serversocket = new ServerSocket(portNumber);
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
String request, response;
while((request = in.readLine()) != null){
    if("Done".equals(request)){
        break;
    }
    response = processRequest(request);
    out.println(response);
}

恰如以上代碼就實現了Socket API的基本模式之一。或許你應該注意到如下幾點：

• ServerSocket上的accept（）方法將會一直阻塞到一個鏈接創建，隨後返回一個新的Socket用於客戶端和服務器之間的通訊。該ServerSocket將繼續監聽傳入的鏈接。
• BufferedReader和PrintWriter都衍生自Socket的輸入輸出流，前者從一個字符輸入流中讀取文本，後者打印對象的格式化的表示到文本輸出流。
• readLine（）方法將會阻塞，直到有一個換行符或者回車符結尾的字符串被讀取到。
• processRequest（）方法即服務端對客戶端的請求進行處理。

這段代碼是否存在弊端？

• 其只能同時處理一個鏈接，要管理多個併發客戶端，須要爲每一個新的客戶端Socket建立一個新的Thread。（以下圖所示）

那麼你或許能夠考慮到如下幾點影響？

• 一、在任什麼時候候均可能有大量的線程處於休眠狀態，只是等待輸入或者輸出數據就緒，這可能算是一種資源浪費。
• 二、爲每一個線程的調用棧分配內存，根據操做系統默認值區間通常爲64KB到1MB。
• 三、即便Java虛擬機（JVM）在物理上能夠支持很是大數量的線程，可是遠在到達該極限以前，上下文切換所帶來的開銷就已經很是麻煩了。

結論是？

雖然以上對於支撐中小數量的客戶端來講還算能夠接受，可是在面對100 000或更多併發鏈接資源使用它是很不理想的。

很幸運，你還可使用NIO這種方式！（2002年Java引入對於非阻塞I/O的支持）

• 使用setsocket（）方法配置套接字，以便讀/寫調用在沒有數據的時候當即返回
• 使用操做系統的事件通知API註冊一組非阻塞套接字，以肯定它們中是否有任何的套接字已經有數據可供讀寫。
• 以上兩點就字面理解可能比較困難，那麼你能夠抽象記憶如下的觀點與流程圖！

使用Selector的非阻塞I/O

• 上圖是一種非阻塞設計，Java.nio.channels.Selector是Java的非阻塞I/O實現的關鍵。
• 它使用了事件通知API以肯定在一組非阻塞套接字中有哪些已經就緒可以進行I/O相關的操做。
• 一個單一的線程即可以處理多個併發的鏈接。

相比之下，與阻塞I/O相比，它能更好的利用資源

• 使用較少的線程即可以處理許多鏈接，減小了內存管理和上下文切換帶來的開銷
• 當沒有I/O操做須要處理的時候，線程也能夠被用於其餘任務。

Netty的出場！！！

儘管你能夠直接使用這些API進行直接構建應用程序（在高負載下可靠和高效的處理和調度I/O操做），可是要作到徹底正確與安全是很難處理，那麼這是咱們將工做留給高性能的網絡編程專家Netty或許更合適。

相關項目 By GitHub

項目名：InChat
項目地址：https://github.com/UncleCatMy...
項目介紹：基於Netty4與SpringBoot，聊天室WebSocket（文字圖片）加API調用Netty長連接執行發送消息（在線數、用戶列表）、Iot物聯網-MQTT協議、TCP/IP協議單片機通訊，異步存儲聊天數據

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