Netty&NIO

什么是Netty

Netty是由JBOSS提供的一个开源框架，现为Github上的独立项目，Netty是一个异步的、基于事件驱动的网路应用框架，用以快速开发高性能、高可靠性的网络IO程序。Netty主要针对于TCP协议下，面向Clients端的高并发应用，或者Peer-to-Peer场景下的大数据持续i传输的应用。Netty本质是一个NIO框架，适用于服务器通讯相关的多种应用场景。

IO模型说明

Java共支持3种网络编程模型/IO模式：BIO、NIO、AIO
Java BIO :同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程池，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销

Java NIO ：同步非阻塞，服务器端是实现模式为一个线程处理多个请求连接，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮训到连接有I/O请求就进行处理

Java AIO(NIO2) ：异步非阻塞，AIO引入异步通道的概念，采用了Proactor模式，简化了程序的编写，有效的请求才启动线程，它的特点是先由操作系统完成后才同志服务端程序启动线程去处理，一般适用于连接数比较多且连接时间比较长的应用

BIO、NIO、AIO适用场景

BIO方式适用于连接数目比较小且固定的框架，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中
NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻量级）的架构，比如聊天服务器，但弹幕系统，服务器通讯等。编程比较复杂
AIO方式适用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂

1、每个channel都会对应一个Buffer
2、Selector 对应一个线程，一个线程对应多个channel(连接）
3、该图反映了三个channel注册到该selector
4、程序切换到哪个channel是有事件决定的，Event就是一个重要的概念
5、Selector 会根据不同的事件，在各个通道上切换
6、Buffer就是一个内存块，地层是一个数组
7、数据的读取写入是通过Buffer，这个和BIO一样要么是输入流，要么是输出流，不能是全双向，但是NIO的Buffer是可以读，也可以写，需要flip方法切换
8、channel是双向的，可以返回底层操作系统的情况，比如Linux,底层的操作系统通道就是双向的

缓存区（Buffer）

缓冲区（Buffer）：缓冲区本质上是一个可读写的数据内存块，可以理解成是一个容器对象（含数组），该对象提供了一组方法，可以更轻松的使用内存块，缓冲区对象内置了一些机制，能够跟踪和记录缓冲区的状态变化情况。Channel提供从文件、网络读取数据的渠道，但是读取和写入的数据都必须经由Buffer
通道Channel

BIO中Stream是单项的，例如FileInputStream 对象只能进行读取数据的操作，而NIO是通道（Channel)是双向的，可以读操作，也可以写操作，Channel在NIO中是一个接口 public interface Channel extends Closeable{}
常用的Channel类有：FileChannel、DatagramChannel、ServerSocketChannel和SocketChannel

Selector(选择器）

1、Java 的NIO，用的是非阻塞的IO/方式。可以用一个线程，处理多个的客户端连接，就会使用到Selector(选择器）
2、Selector能够检测到多个注册的通道上是否有事件发生（多个Selector注册到一个Selector上——，如果有事件发生，便获取事件然后针对每个事件进行相应的处理。这样就可以只用一个单线程去管理多个通道，也就是管理多个连接和请求）
3、只有在连接真正有读写事件发生时，才会进行读写，就大大减少了系统开销，并且不必为每个连接创建一个线程，不用去维护多个线程
4、避免多线程上下文切换的开销

1、当客户端连接时，会通过ServerSocketChannel得到SocketChannel
2、将socketChannel注册到Selector上，register（Selector set,int ops),一个selector上可以注册多个SocketChannel
3、注册后返回一个SelectionKey,会和该Selector关联（集合）
4、Selector进行监听select方法，返回有事件发生的通道的个数
5、进一步得到各个SelectionKey(有事件发生）
6、在通过SelectionKey反向获取SocketChannel方法channel()
7、可以通过得到的channel完成业务处理