一.Netty介紹和應用場景

1.簡介

• Netty是由JBOSS提供的一個java開源框架，現為Github上的獨立項目

• Netty是一個異步的、基于事件驅動的網絡應用框架，用以快速開發高性能、高可靠性的網絡IO程序

• Netty主要針對在TCP協議下，面向Clients端的高并發應用，或者Peer-to-Peer場景下的大量數據持續傳輸的應用

• Netty本質是一個NIO框架，適用于服務器通訊相關的多種應用場景

2.應用場景

• 互聯網行業：

  • 在分布式系統中，各個節點之間需要遠程服務調用，高性能的RPC框架必不可少，Netty作為異步高性能的通信框架，往往作為基礎通信組件被這些RPC框架使用

  • 典型的應用有：阿里分布式服務框架Dubbo的RPC框架使用Dubbo協議進行節點間通信，Dubbo協議默認使用Netty作為基礎通信組件，用于實現各進程節點之間的內部通信

• 游戲行業

  • 無論是手游服務端還是大型的網絡游戲，java語言得到了越來越廣泛的應用

  • Netty作為高性能的基礎通信組件，提供了TCP/UDP和HTTP協議棧，方便定制和開發私有協議棧，賬號登錄服務器

  • 地圖服務器之間可以方便的通過Netty進行高性能的通信

• 大數據領域

  • 經典的Hadoop的高性能通信和序列化組件（Avro實現數據文件共享）的RPC框架。默認采用Netty進行跨界點通信

  • 它的Netty Service基于Netty框架二次封裝實現

二.I/O模型

1.基本說明

1） I/O 模型簡單的理解:就是用什么樣的通道進行數據的發送和接收，很大程度上決定了程序通信的性能

2） Java 共支持 3 種網絡編程模型/IO 模式:BIO、NIO、AIO

3） Java BIO : 同步并阻塞(傳統阻塞型)，服務器實現模式為一個連接一個線程，即客戶端有連接請求時服務器端就需要啟動一個線程進行處理，如果這個連接不做任何事情會造成不必要的線程開銷

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4）Java NIO : 同步非阻塞，服務器實現模式為一個線程處理多個請求(連接)，即客戶端發送的連接請求都會注 冊到多路復用器上，多路復用器輪詢到連接有 I/O 請求就進行處理

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5）Java AIO(NIO.2) : 異步非阻塞，AIO 引入異步通道的概念，采用了 Proactor 模式，簡化了程序編寫，有效的請求才啟動線程，它的特點是先由操作系統完成后才通知服務端程序啟動線程去處理，一般適用于連接數較多且連接時間較長的應用

2.BIO、NIO、AIO的適用場景

1）BIO 方式適用于連接數目比較小且固定的架構，這種方式對服務器資源要求比較高，并發局限于應用中，JDK1.4以前的唯一選擇，但程序簡單易理解。

2）NIO 方式適用于連接數目多且連接比較短(輕操作)的架構，比如聊天服務器，彈幕系統，服務器間通訊等。編程比較復雜，JDK1.4 開始支持。

3）AIO 方式使用于連接數目多且連接比較長(重操作)的架構，比如相冊服務器，充分調用 OS 參與并發操作，編程比較復雜，JDK7 開始支持。

3.BIO

（1）基本介紹

1）Java BIO 就是傳統的 java io 編程，其相關的類和接口在 java.io

2）BIO(blocking I/O) : 同步阻塞，服務器實現模式為一個連接一個線程，即客戶端有連接請求時服務器端就需 要啟動一個線程進行處理，如果這個連接不做任何事情會造成不必要的線程開銷，可以通過線程池機制改善(實現多個客戶連接服務器)。

3）BIO 方式適用于連接數目比較小且固定的架構，這種方式對服務器資源要求比較高，并發局限于應用中，JDK1.4 以前的唯一選擇，程序簡單易理解

（2）工作機理

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1）服務器端啟動一個ServerSocket

2）客戶端啟動Socket對服務器進行通信，默認情況下服務器端需要對每個客戶建立一個線程與之通訊

3）客戶端發出請求后, 先咨詢服務器是否有線程響應，如果沒有則會等待，或者被拒絕

4）如果有響應，客戶端線程會等待請求結束后，在繼續執行

（3）代碼示例

public class BIOServer {public static void main(String[] args) throws Exception { ?//線程池機制 ?//思路//1. 創建一個線程池//2. 如果有客戶端連接，就創建一個線程，與之通訊(單獨寫一個方法) ?ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool(); ?//創建ServerSocketServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666); ?System.out.println("服務器啟動了"); ?while (true) { ?System.out.println("線程信息 id =" + Thread.currentThread().getId() + " 名字=" + Thread.currentThread().getName());//監聽，等待客戶端連接System.out.println("等待連接....");final Socket socket = serverSocket.accept();System.out.println("連接到一個客戶端"); ?//就創建一個線程，與之通訊(單獨寫一個方法)newCachedThreadPool.execute(() -> {//可以和客戶端通訊handler(socket);}); ?} ? ?} ?/*** 編寫一個handler方法，和客戶端通訊** @param socket*/public static void handler(Socket socket) { ?try {System.out.println("線程信息 id =" + Thread.currentThread().getId() + " 名字=" + Thread.currentThread().getName());byte[] bytes = new byte[1024];//通過socket 獲取輸入流InputStream inputStream = socket.getInputStream(); ?//循環的讀取客戶端發送的數據while (true) { ?System.out.println("線程信息 id =" + Thread.currentThread().getId() + " 名字=" + Thread.currentThread().getName()); ?System.out.println("read....");int read = inputStream.read(bytes);if (read != -1) {//輸出客戶端發送的數據System.out.println(new String(bytes, 0, read)); } else {break;}} ? ?} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {System.out.println("關閉和client的連接");try {socket.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} ?}} }

通過 telnet 127.0.0.1 6666 連接該server，控制臺打印如下信息：

Connected to the target VM, address: '127.0.0.1:59843', transport: 'socket' 服務器啟動了 線程信息 id =1 名字=main 等待連接.... 連接到一個客戶端 線程信息 id =12 名字=pool-1-thread-1 線程信息 id =1 名字=main 等待連接.... 線程信息 id =12 名字=pool-1-thread-1 read....

（4）問題分析

1）每個請求都需要創建獨立的線程，與對應的客戶端進行數據 Read，業務處理，數據 Write

2）當并發數較大時，需要創建大量線程來處理連接，系統資源占用較大

3）連接建立后，如果當前線程暫時沒有數據可讀，則線程就阻塞在 Read 操作上，造成線程資源浪費

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Netty入门之Netty的基本介绍和IO模型的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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