ES -> Netty -> NIO

雨点打透心脏的1/2处 2022-05-08 01:52 188阅读 0赞

**NIO**  
NIO即New IO，这个库是在JDK1.4中才引入的。NIO和IO有相同的作用和目的，但实现方式不同，NIO主要用到的是块，所以NIO的效率要比IO高很多。在Java API中提供了两套NIO，一套是针对标准输入输出NIO，另一套就是网络编程NIO。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>IO</th> 
   <th>NIO</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>面向流</td> 
   <td>面向缓冲区</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>阻塞IO</td> 
   <td>非阻塞IO</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>无选择器</td> 
   <td>选择器</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

1.  面向流与面向缓冲区  
    Java IO和NIO之间第一个最大的区别是，IO是面向流的，NIO是面向缓冲区的。 Java IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节，直至读取所有字节，它们没有被缓存在任何地方。此外，它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据，需要先将它缓存到一个缓冲区。 Java NIO的缓冲导向方法略有不同。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动。这就**增加了处理过程中的灵活性**。但是，还需要检查是否该缓冲区中包含所有您需要处理的数据。而且，需确保当更多的数据读入缓冲区时，不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。
2.  阻塞与非阻塞IO  
    通常来说，IO操作包括：对硬盘的读写、对socket的读写以及外设的读写。  
    当用户线程发起一个IO请求操作（本文以读请求操作为例），内核会去查看要读取的数据是否就绪，对于阻塞IO来说，如果数据没有就绪，则会一直在那等待，直到数据就绪；对于非阻塞IO来说，如果数据没有就绪，则会返回一个标志信息告知用户线程当前要读的数据没有就绪。当数据就绪之后，便将数据拷贝到用户线程，这样才完成了一个完整的IO读请求操作，也就是说**一个完整的IO读请求操作包括两个阶段**：  
    1）查看数据是否就绪；  
    2）进行数据拷贝（内核将数据拷贝到用户线程）。  
    那么**阻塞（blocking IO）和非阻塞（non-blocking IO）的区别就在于第一个阶段，如果数据没有就绪，在查看数据是否就绪的过程中是一直等待，还是直接返回一个标志信息**。  
    Java中传统的IO都是阻塞IO，比如通过socket来读数据，调用read()方法之后，如果数据没有就绪，当前线程就会**一直阻塞在read方法调用那里，该线程在此期间不能再干任何事情了，直到有数据才返回**；而如果是非阻塞IO的话，当数据没有就绪，read()方法应该返回一个标志信息，告知当前线程数据没有就绪，该线程可以继续做其他的事情，而不是一直在那里等待。非阻塞写也是如此。一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道（channel）。  
    **同步IO和异步IO模型**是针对用户线程和内核的交互来说的：  
    对于同步IO：当用户发出IO请求操作之后，如果数据没有就绪，需要通过用户线程或者内核不断地去轮询数据是否就绪，当数据就绪时，再将数据从内核拷贝到用户线程；  
    而异步IO：只有IO请求操作的发出是由用户线程来进行的，IO操作的两个阶段都是由内核自动完成，然后发送通知告知用户线程IO操作已经完成。也就是说在异步IO中，不会对用户线程产生任何阻塞。  
    这是同步IO和异步IO关键区别所在，**同步IO和异步IO的关键区别反映在于第二个阶段，即数据拷贝阶段是由用户线程完成还是内核完成**。所以说异步IO必须要有操作系统的底层支持。
3.  选择器（Selectors）  
    Java NIO的选择器**允许一个单独的线程来监视多个输入通道**，你可以注册多个通道使用一个选择器，然后使用一个单独的线程来“选择”通道：这些通道里已经有可以处理的输入，或者选择已准备写入的通道。这种选择机制，使得一个单独的线程很容易来管理多个通道。

**References**  
[http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3916526.html][http_www.cnblogs.com_dolphin0520_p_3916526.html]  
[https://www.cnblogs.com/xiaoxi/p/6576588.html][https_www.cnblogs.com_xiaoxi_p_6576588.html]

**为什么选择Netty作为基础通信框架？**  
[https://blog.csdn.net/broadview2006/article/details/46041995][https_blog.csdn.net_broadview2006_article_details_46041995]  
[https://blog.csdn.net/zl1zl2zl3/article/details/52891870][https_blog.csdn.net_zl1zl2zl3_article_details_52891870]  
[https://blog.csdn.net/opengl\_es/article/details/40979371?utm\_source=tuicool&utm\_medium=referral][https_blog.csdn.net_opengl_es_article_details_40979371_utm_source_tuicool_utm_medium_referral]

**Spark也选择Netty！！！**  
[https://blog.csdn.net/psiitoy/article/details/77530886][https_blog.csdn.net_psiitoy_article_details_77530886]

**一篇文章读懂Netty的高性能架构之道**  
[https://www.cnblogs.com/Irving/p/5709130.html][https_www.cnblogs.com_Irving_p_5709130.html]

[http_www.cnblogs.com_dolphin0520_p_3916526.html]: http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3916526.html
[https_www.cnblogs.com_xiaoxi_p_6576588.html]: https://www.cnblogs.com/xiaoxi/p/6576588.html
[https_blog.csdn.net_broadview2006_article_details_46041995]: https://blog.csdn.net/broadview2006/article/details/46041995
[https_blog.csdn.net_zl1zl2zl3_article_details_52891870]: https://blog.csdn.net/zl1zl2zl3/article/details/52891870
[https_blog.csdn.net_opengl_es_article_details_40979371_utm_source_tuicool_utm_medium_referral]: https://blog.csdn.net/opengl_es/article/details/40979371?utm_source=tuicool&utm_medium=referral
[https_blog.csdn.net_psiitoy_article_details_77530886]: https://blog.csdn.net/psiitoy/article/details/77530886
[https_www.cnblogs.com_Irving_p_5709130.html]: https://www.cnblogs.com/Irving/p/5709130.html