Socket、Netty、NIO、WebSocket

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1.什么是Socket？

Socket就是为网络服务提供的一种机制。

通讯的两端都有Sokcet

网络通讯其实就是Sokcet间的通讯

数据在两个Sokcet间通过IO传输。

2.TCP与UDP在概念上的区别

udp: a、是面向无连接, 将数据及源的封装成数据包中,不需要建立建立连接

        b、每个数据报的大小在限制64k内

        c、因无连接,是不可靠协议

        d、不需要建立连接,速度快

tcp：a、建议连接，形成传输数据的通道.

         b、在连接中进行大数据量传输，以字节流方式

         c 通过三次握手完成连接,是可靠协议

         d 必须建立连接m效率会稍低

TCP三次握手

①客户端发送SYN报文,并设置发送序号为X 给服务端 这是第一次握手

②服务器端接受到SYN报文 并发送SYN+ACK报文,并设置发送序号为Y 给客户端 这是第二次握手

③客户端第三次握手 告诉服务端 准备给服务端发数据 建立起连接 开始传输数据

为什么不是两次或者四次:

三次是保证双方互相明确对方能收能够接收与发送。三次已经足够了.

TCP四次挥手

①客户端像服务端发起请求,表示没有数据要发送了

②服务端像客户端发起请求,确认客户端的断开请求请求

③客户端像服务端发送信号,请求断开连接

④服务端接收客户端请求,发送确认断开连接信号,同意断开 b收到 断开

为什么2、3次挥手不能合在一次挥手中

因为客户端不发生数据了,但是还可以接收数据,服务端可能还有数据发送给客户端,所以两次不能合并.

3.什么是NIO?

 Java NIO(New IO)是一个可以替代标准Java IO API的IO

API（从Java 1.4开始)，Java NIO提供了与标准IO不同的IO工作方式。

Java NIO: Channels and Buffers（通道和缓冲区）

标准的IO基于字节流和字符流进行操作的，而NIO是基于通道（Channel）和缓冲区（Buffer）进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。

Java NIO: Non-blocking IO（非阻塞IO）

Java NIO可以让你非阻塞的使用IO，例如：当线程从通道读取数据到缓冲区时，线程还是可以进行其他事情。当数据被写入到缓冲区时，线程可以继续处理它。从缓冲区写入通道也类似。

Java NIO: Selectors（选择器）

Java NIO引入了选择器的概念，选择器用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，数据到达）。因此，单个的线程可以监听多个数据通道。

注意:传统IT是单向。 NIO类似

4.Buffer的数据存取

         一个用于特定基本数据类行的容器。有java.nio包定义的，所有缓冲区都是抽象类Buffer的子类。

Java NIO中的Buffer主要用于与NIO通道进行交互，数据是从通道读入到缓冲区，从缓冲区写入通道中的。

Buffer就像一个数组，可以保存多个相同类型的数据。

5.Buffer的概述

1）容量（capacity）：表示Buffer最大数据容量，缓冲区容量不能为负，并且建立后不能修改。

2）限制（limit）：第一个不应该读取或者写入的数据的索引，即位于limit后的数据不可以读写。缓冲区的限制不能为负，并且不能大于其容量（capacity）。

3）位置（position）：下一个要读取或写入的数据的索引。缓冲区的位置不能为负，并且不能大于其限制（limit）。

4）标记（mark）与重置（reset）：标记是一个索引，通过Buffer中的mark()方法指定Buffer中一个特定的position，之后可以通过调用reset()方法恢复到这个position。

6.直接缓冲区与非直接缓冲区别

非直接缓冲区：通过 allocate() 方法分配缓冲区，将缓冲区建立在 JVM 的内存中

直接缓冲区：通过 allocateDirect() 方法分配直接缓冲区，将缓冲区建立在物理内存中。可以提高效率

7.分散读取与聚集写入

分散读取(scattering Reads)：将通道中的数据分散到多个缓冲区中

聚集写入(gathering Writes)：将多个缓冲区的数据聚集到通道中

8.BIO与NIO

IO(BIO)和NIO区别:其本质就是阻塞和非阻塞的区别

阻塞概念:应用程序在获取网络数据的时候,如果网络传输数据很慢，就会一直等待,直到传输完毕为止。

非阻塞概念:应用程序直接可以获取已经准备就绪好的数据,无需等待。

IO为同步阻塞形式,NIO为同步非阻塞形式,NIO并没有实现异步,在JDK1.7后升级NIO库包，支持异步非阻塞同学模型NIO2.0(AIO)

BIO：同步阻塞式IO，服务器实现模式为一个连接一个线程，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，当然可以通过线程池机制改善。 

NIO：同步非阻塞式IO，服务器实现模式为一个请求一个线程，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。 

AIO(NIO.2)：异步非阻塞式IO，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理。

同步时，应用程序会直接参与IO读写操作,并且我们的应用程序会直接阻塞到某一个方法上,直到数据准备就绪:或者采用轮训的策略实时检查数据的就绪状态,如果就绪则获取数据.异步时,则所有的IO读写操作交给操作系统,与我们的应用程序没有直接关系，我们程序不需要关系IO读写，当操作系统完成了IO读写操作时,会给我们应用程序发送通知,我们的应用程序直接拿走数据极即可。

9.什么是Netty

 Netty 是一个基于 JAVA NIO 类库的异步通信框架，它的架构特点是：异步非阻塞、基于事件驱动、高性能、高可靠性和高可定制性。

10.Netty应用场景

1.分布式开源框架中dubbo、Zookeeper，RocketMQ底层rpc通讯使用就是netty。

2.游戏开发中，底层使用netty通讯。

11.TCP粘包、拆包问题解决方案

消息定长，报文大小固定长度，不够空格补全，发送和接收方遵循相同的约定，这样即使粘包了通过接收方编程实现获取定长报文也能区分。

包尾添加特殊分隔符，例如每条报文结束都添加回车换行符（例如FTP协议）或者指定特殊字符作为报文分隔符，接收方通过特殊分隔符切分报文区分。

将消息分为消息头和消息体，消息头中包含表示信息的总长度（或者消息体长度）的字段

12.为什么需要 WebSocket？

因为 HTTP 协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起。WebSocket 协议在2008年诞生，2011年成为国际标准。所有浏览器都已经支持了。

它的最大特点就是，服务器可以主动向客户端推送信息，客户端也可以主动向服务器发送信息，是真正的双向平等对话，属于服务器推送技术的一种。

其他特点包括：

（1）建立在 TCP 协议之上，服务器端的实现比较容易。

（2）与 HTTP 协议有着良好的兼容性。默认端口也是80和443，并且握手阶段采用 HTTP 协议，因此握手时不容易屏蔽，能通过各种 HTTP 代理服务器。

（3）数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。

（4）可以发送文本，也可以发送二进制数据。

（5）没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信。

（6）协议标识符是ws（如果加密，则为wss），服务器网址就是 URL。

作者：污萌萌小虎牙
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來源：简书
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