Netty之BIO（同步阻塞IO）、PIO（伪异步阻塞IO）、NIO（异步非阻塞IO）、AIO（异步非阻塞IO）、Netty

学习书籍：Netty权威指南

多种IO方式的比较：

1、BIO（同步阻塞IO）

使用ServerSocket绑定IP地址和监听端口，客户端发起连接，通过三次握手建立连接，用socket来进行通信，通过输入输出流的方式来进行同步阻塞的通信

每次客户端发起连接请求，都会启动一个线程

线程数量：客户端并发访问数为1：1，由于线程是JAVA虚拟机中非常宝贵的资源，一旦线程数急剧增加，系统性能会急剧下降，导致线程栈溢出，创建新的线程失败，并最终导致宕机

所以在JDK1.4之前，人们想到了一种方法，即PIO方式

2、PIO（伪异步阻塞IO）

使用线程池来处理客户端的请求

客户端个数：线程池最大线程数=M：N，其中M远大于N

在read和write的时候，还是IO阻塞的，只是把每个线程交由线程池来控制管理

3、NIO（异步阻塞IO）

用NIO方式处理IO

使用多路复用器Selector来轮询每个通道Channel，当通道中有事件时就通知处理，不会阻塞

使用相当复杂

4、AIO（真正的异步非阻塞IO）

NIO2.0引入了新的异步通道的概念，不需要使用多路复用器（Selector）对注册通道进行轮询即可实现异步读写，从而简化了NIO编程模型

使用Netty框架进行编程步骤

1、构建事件处理池

2、使用引导程序关联事件处理池、通道、事件处理器

3、绑定端口服务

4、等待操作完成

5、关闭事件处理池

几种IO的功能和特性对比

按照书上的例子码了一遍：

服务端：

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;

public class NettyServer {
	public void bind(int port) throws Exception {
		EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
		EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
		try {
			ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
			b.group(bossGroup, workGroup).channel(NioServerSocketChannel.class)
					.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
					.childHandler(new ChildChannelHandler());
			// 绑定端口，同步等待成功
			ChannelFuture f = b.bind(port).sync();
			// 等待服务端监听端口关闭
			f.channel().closeFuture().sync();
		} catch (Exception e) {
			// TODO: handle exception
		} finally {
			// 优雅退出，释放线程池资源
			bossGroup.shutdownGracefully();
			workGroup.shutdownGracefully();
		}
	}

	private class ChildChannelHandler extends ChannelInitializer {
		@Override
		protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
			ch.pipeline().addLast(new NettyServerHandle());
		}
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		int port = 8080;
		if (args != null && args.length > 0) {
			try {
				port = Integer.valueOf(args[0]);
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		new NettyServer().bind(port);
	}
}

服务端处理器：

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerAdapter;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;

public class NettyServerHandle extends ChannelHandlerAdapter {
	public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg)
			throws Exception {
		ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
		byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];
		buf.readBytes(req);
		String body = new String(req, "UTF-8");
		System.out.println("The time server receive order:" + body);
		String currentTime = "QUERY TIME ORDER".equalsIgnoreCase(body) ? new java.util.Date(
				System.currentTimeMillis()).toString() : "BAD ORDER";
		ByteBuf resp = Unpooled.copiedBuffer(currentTime.getBytes());
		ctx.write(resp);
	}

	public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
		ctx.flush();
	}

	public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
		ctx.close();
	}
}

客户端：

import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;

public class NettyClient {
	public void connect(int port, String host) throws Exception {
		// 1、创建线程池
		EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
		try {
			// 2、使用引导器关联线程池、通道、通达处理器、设置执行参数
			Bootstrap b = new Bootstrap();
			b.group(group).channel(NioSocketChannel.class)
					.option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
					.handler(new ChannelInitializer() {
						@Override
						protected void initChannel(SocketChannel ch)
								throws Exception {
							ch.pipeline().addLast(new NettyClientHandle());
						}
					});
			// 发起异步连接操作 3、绑定端口同步操作
			ChannelFuture f = b.connect(host, port).sync();
			// 4、监听端口关闭
			f.channel().closeFuture().sync();
		} catch (Exception e) {
			// TODO: handle exception
		} finally {
			// 优雅退出，释放NIO线程组 5、释放资源
			group.shutdownGracefully();
		}
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		int port = 8080;
		if (args != null && args.length > 0) {
			try {
				port = Integer.valueOf(args[0]);
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		new NettyClient().connect(port, "127.0.0.1");
	}
}

客户端处理器：

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerAdapter;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;

import java.util.logging.Logger;

public class NettyClientHandle extends ChannelHandlerAdapter {
	private static final Logger logger = Logger
			.getLogger(NettyClientHandle.class.getName());
	private final ByteBuf firstMessage;

	public NettyClientHandle() {
		byte[] req = "QUERY TIME ORDER".getBytes();
		firstMessage = Unpooled.buffer(req.length);
		firstMessage.writeBytes(req);
	}

	public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
		ctx.writeAndFlush(firstMessage);
	}

	public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg)
			throws Exception {
		ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
		byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];
		buf.readBytes(req);
		String body = new String(req, "UTF-8");
		System.out.println("Now is:" + body);
	}

	public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
		// 释放资源
		logger.warning("Unexpected exception from downstream:"
				+ cause.getMessage());
		ctx.close();
	}
}