《Netty学习打卡--从小白到放弃》----- 01 - 学前准备

2024-06-04 01:32

本文主要是介绍《Netty学习打卡--从小白到放弃》----- 01 - 学前准备,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

打卡日期(2019-07-03)

学习netty的意义

    作为一个java程序员,如果没有研究过netty,只对java语言的使用和理解仅仅停留在表面水平,会点SSH、SSM,会写几个MVC,访问数据库和缓存,这些只是初等Java程序员干的事。如果想要进阶,想了解java服务器的深层高阶知识,netty绝对是一个必须要过的门槛。
    有了netty,可以实现自己的HTTP服务器,FTP服务器,UDP服务器,RPC服务器,WebScoket服务器,Redis的Proxy服务器,MySql的Proxy服务器等。
    顺便说一下,我也是从写这个博客开始正式学习netty的,之前对netty一无所知,从0开始,为自己打卡,坚持每天更新1~2篇,记录自己的学习进度。所以不用忌讳自己不行,我也不知道自己行不行,看我学习成果。

netty基本介绍

    部分内容参考

  • 芋道源码(http://svip.iocoder.cn/categories/Netty/)

学习要点

-	1.netty是什么?
-	2.netty的特性
-	3.netty的应用场景
-	4.为什么选择netty
-	5.什么是BIO?
-	6.什么是NIO?
-	7.什么是AIO?
-	8.什么是HTTP?
netty是什么?

    netty是一款异步事件驱动的网络应用框架,用以快速的开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序。
    也就是说,netty是一个基于nio的客户、服务器端编程框架。使用netty可以确保快速和简单的开发出一款网络应用。例如实现某种协议的客户,服务端应用。netty相当简化和流线化了网络应用的编程开发过程,例如:tcp和udp的sockte的服务开发。

netty的特性
分类特性
设计- 统一的API,适用于不同的协议(阻塞和非阻塞)
- 简单而强大的线程模型
- 真正的无连接数据报套接字(UDP)支持
- 链接逻辑组件(ChannelHandel中顺序处理消息)以支持组件复用(一个ChannelHandel可以被多个ChannelPipeLine复用)
- 易于使用
性能- 拥有比java核心API更高的吞吐量、更低的延迟(得益于池化和复用)
- 更低的内存资源消耗以及最少的内存复用
健壮性- 不会因为过快、过慢或者超载的链接而导致内存溢出(OutOfMemoryError)
- 消除在告诉网路中NIO应用程序常见读写频率不一致的问题
安全- 完整的SSL/TCL和StartTLS的支持
- 可用于受限环境 如:Applet 和OSGI
社区驱动- 发布快速而频繁
netty的应用场景
  • netty可以作为一个http服务器,就像tomcat一样处理请求和响应
  • Socket开发一种rpc方式。Http我们知道是构建在TCP传输控制协议之上。可以用做客户端与服务端之间的通讯
  • netty可以支持NIO长链接的开发。比如在线聊天,实时通讯。webscocket浏览器与服务端一直保持连接,传递的数据是真正需要的数据,请求头部信息不想进行传递。

为什么选择netty

    在考虑选择netty之前先了解BIO、NIO、AIO和Http原理

什么是BIO?

    BIO,全称Blocking IO 是一种阻塞 + 同步的通信模式,是一个比较传统的面向流(Stream)的通信方式,模式简单、使用方便。但是处理并发的能力很低、通信耗时、依赖网速。服务器实现模式是一个连接一个线程,即有客户端请求服务的时候,服务端就需要启动一个线程进行处理,如果这个链接不做任何事情会造成不必要的线程开销,当然可以利用线程池机制进行改善。

什么是阻塞?

    阻塞分为接收(Accept)堵塞、读(Read)阻塞、写(Write)堵塞

  • Accept是阻塞的,只有新连接进来了,Accept才会返回,主线程才能继续处理
  • Read是阻塞的,只有请求消息来了,Read才能返回,子线程才能继续处理
  • Write是阻塞的,只有客户把消息接收了,Write才能返回,子线程才能继续读取下一个请求

    所以传统的多线程服务器是BIO模式,从头到尾所有的线程都是阻塞的。这些线程就干等在那里,占用率操作系统的调度资源,什么事业不干,是浪费空间和时间。可以理解成一个客户端跟服务器端的线程是1:1的关系。

BIO应用场景

    适用于连接数比较小,并且一次发送大量数据的场景,这种凡是对服务器资源要求比较高,并发局限于应用中。

什么是NIO

    NIO,全称Non Blocking IO,是一种面向缓冲区非阻塞+同步的通信模式。

NIO原理

    NIO相对于BIO来说是一大进步,客户端和服务器之间通过管道(Channel)通信。NIO可以在管道(Channel)之间进行读写操作,这些管道(Channel)都是注册在多路复择器(Selector)上,多路复用器(Selector)通过一个线程不停的轮询这些管道(Channel),找到已经准备就绪的管道(Channel)执行IO操作。
    通过一个线程轮询,实现千万个客户端的请求,这就是非阻塞的特点。

NIO的主要构成
  • 缓冲区Buffer:它是NIO和BIO的一个重要区别。BIO是将数据直接写入Stream对象中,NIO的数据操作都是在Buffer中进行的。Buffer实际上是一个数组,最常见的是ByteBuffer,另外还有CharBuffer,ShortBuffer,IntBuffer,LongBuffer,FloatBuffer,DoubleBuffer
  • 管道Channel:和Stream流不同,管道是双向的,NIO可以通过Channel进行数据读、写和同时读写操作。
  • 多路复用器Selector:NIO编程的基础,多路复用器提供一选择就绪的任务能力。Selector会不断的轮询注册在其上面的Channel,如果某个Channel处于就绪状态,就会被Selector轮序出来,然后通过SelectorKey可以取得就绪的Channel集合,从而进行IO操作
  • 服务器提供一个线程负责Selector的轮询工作,就可以接入成千上万个客户端,这就是JDK NIO库的巨大进步
AIO是什么?

    AIO,全称Asynchronous IO,也叫NIO2,是一种非阻塞 + 异步的通信模式,在NIO的基础上,引入了新的异步通道(Channel)的概念,并提供了异步文件通道和异步套接字通道的实现

AIO原理

    AIO并没有采用NIO的多路复用器,而是通过异步通道的概念,其Read、Write方法的返回类型都是Future对象,而Future的模型是异步的,其核心思想是:去主函数等待时间

在这里插入图片描述

什么是HTTP?

    Http是一种超文本传输协议,是一种建立在TCP上的无状态链接,整个基本的工作流程是客户端发送一个Http请求,说明客户端想要访问的资源和请求的动作,服务端收到请求之后开始处理请求,并根据请求作出相应的动作访问服务器资源,最后通过发送Http响应结果返回客户端。其中一个请求的开始到一个响应的技术称为事务,当一个事务结束之后还会在服务端添加一条日志条目。

HTTP原理
  • 1.创建一个ServerScoket,监听并绑定一个端口(例如:80)
  • 2.一系列客户端请求这个端口(例如:80)
  • 3.服务器使用Accept,获得一个来自客户端的Socket链接对象
  • 4.启动一个新的线程处理连接
    1>.读取Socket,得到字节流
    2>.解码协议,得到http请求对象
    3>.处理http请求,得到一个结果,封装成一个HttpResponse对象
    4>.编码协议,将结果序列化成字节流
    5>.写入Socket,将字节流发送个客户端
  • 5.继续循环处理步骤3

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