Netty权威指南-笔记2-各I/O编程方式介绍

传统BIO

网络编程的基本模型是client/server模式，是两个进程之间进行通信。由服务端提供服务地址，客户端通过tcp连接，请求地址。BIO为同步阻塞模型，通常情况下，服务端由一个Acceptor来监听处理每一个client请求，接受到client请求后，会创建一个新的线程来处理client请求，处理完成后返回给client。这个模型种存在一个问题：就是当请求数量很大得时候，会创建很多线程，导致系统性能下降，并可能产生堆栈溢出等问题，最终导致服务不可用。如何处理解决这个问题？先卖个关子，请先思考。后面会给出优化建议。

NIO

NIO指的是非阻塞IO，使用nio的优点：

• 异步：连接操作异步，独写操作异步，这样资源利用率较高。
• 高性能、高负载：因为使用epoll，没有连接数限制，可以处理大量的请求，并且多路复用这种方式，只有活跃的线程会主动回调，所以性能很高。

NIO涉及的一些基本概念：

1. 缓冲区Buffer：
   缓冲区本质上是一个数组，数组中存放要读或者写的数据，NIO中所有得数据都是通过缓冲区处理。在java中，每一种java基本类型都对应一种缓冲区，如ByteBuffer，CharBuffer等。
2. 通道Channel
   如果将buffer比喻成一个水池，那Channel则是用来给水池输送水（也可以放水）的管道。它与传统的socket流的区别是：流（inputStream\outPutStream）只能是在一个方向上进行数据传输，不是输入流，就是输出流；而通道则没有这样的限制，既可以作为输入流，也可以作为输出流，甚至可以同时进行，用一个专业点的名词：全双工模式。
3. 多路复用器selector
   selector，看名字就可以大概知道它的作用：选择。它提供了选择就绪通道的能力。通过轮询注册在其上的channel，根据channle的事件，获取对应事件的channel，进行后续的I/O操作。

AIO

相比较NIO1.0版本，NIO2.0增加了异步套接字通道,通过信号传递和回调完成操作，实现真正的异步。

介绍了几种I/O模型，回过头看前面的问题：BIO模型当请求量大的时候，性能会线性下降，如何优化？因为传统BIO模型客户端线程与服务线程是1：1的关系，如果客户端请求线程过多，则服务端线程也会很多，可能导致溢出。可以使用线程池的技术，指定固定线程和最大线程数量来避免处理这个问题。但是，由于线程池同样是同步阻塞的（伪异步），可能会导致队列种大量的任务堆积，同样可能会产生服务不可用的情况。这又该如何处理？可以使用NIO来解决这个问题。这也是使用NIO的原因。

几种I/O模型对比

	同步阻塞IO(BIO)	伪异步IO	非阻塞IO (NIO)	异步IO(AIO)
客户端个数：I/O线程	1:1	M:N	M:1	M:0
IO类型（阻塞）	阻塞	阻塞	非阻塞	非阻塞
IO类型（同步）	同步	同步	同步IO(多路复用)	异步IO

注：阻塞与非阻塞？同步和异步？怎么理解？
两者的关注点不同。阻塞与非阻塞关注的是客户端线程发起请求后，是否等待服务端响应。例如打电话：你给公司老王打电话，询问公司现在有多少人。老王回答说：稍等，去查一下。如果你没有挂断电话，在等待老王回复，则就认为是阻塞。如果你给老王说：那待会我再打给你。这种就是非阻塞的方式。
同步和异步关注的是客户端线程与服务端线程通信的一种机制，还是给老王打电话询问公司现在多少人。如果老王说稍等，我去查一下。此时你并未挂电话，再等老王回复，这种则是同步的。如果老王说你先挂了，待会我查过之后，我给你回电话通知你。此时你挂断电话处理其他事情，这种则是异步。
以上观点属于个人理解，不知道是否合理。如果不正确，还望评论区指正。

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