JavaWeb系列读书笔记（二）网络I/O

影响网络传输的因素和基本概念

数据从一个地方到另一个地方再返回来要的时间称为响应时间

网络带宽：就是一条物理链路中1s传输数据数，其实就是我们经常所谓测网速的那个指标，比如1Mb/s，你已经超过了全国86%的用户的那种哈哈。

传输距离: 就是数据走的距离。虽然数据移动很快，但是由于光纤的折射率什么的，长距离的传输不可避免的出现一定的传输延时

TCP拥塞控制：就是动态控制传输的数据量？

发送方维持一个叫做拥塞窗口cwnd（congestion window）的状态变量。拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态地在变化。发送方让自己的发送窗口等于拥塞窗口，另外考虑到接受方的接收能力，发送窗口可能小于拥塞窗口。

Socket：这个其实是一个抽象的概念，具体来说其实就是一种两个主机之间的通信连接，有多种具体实现方式，比如使用TCP-IP套接字。

建立socket连接
客户端建立Socket实例，然后将其与服务器中的ServerSocket实例对应形成连接

数据传输: 我们进行数据传输其实要解决两个问题，硬件的I/O和网络的I/O。实际上我们从键盘输入的数据不是直接进行网络I/O，而是通过一个缓存区进行缓存，同时从网络中获得的数据也是放在缓存区中。倘若A和B通信，B向A发信息，B会向输出缓冲区写信息，倘若这个输出缓冲区满了，这时候信息就会传递到A的读取缓冲区，倘若A的读取缓冲区和B的输出缓冲区都满了，这时候就会停止B的输出操作。这就造成write的阻塞。

BIO 阻塞IO： 不管网络还是磁盘IO数据写入或者数据读取时都可能发生堵塞，一旦阻塞线程将会失去CPU使用权，这是在大规模访问中无法接受的事情，多线程和线程池能减轻阻塞造成的影响（因为阻塞只是阻塞一个线程，一般就是影响一个对话而已）和减少线程的创建消耗。但是对于长连接的情况是没法创建这么多线程的，而且无法实现服务优先级的问题，而且多线程导致的资源同步问题也是很复杂的。

所以采用新的IO方式 NIO

NIO网络工作机制
NIO有三个核心一个是通道Channel一个是选择器Selector还有一个缓存区Buffer，通道其实就是一个socket的实现代表着客户端和服务器的一个通信连接，而这个NIO的核心是传输的数据可以一段一段传输，服务器的不会停止工作或者开一个线程专门等待信息传输完成，服务器将这个监听数据的任务交给选择器（只是用一个线程），当数据传输完毕后选择器会将这些数据分配到各自相应的Buffer中，没错Buffer就是个存放数据的缓存区而已。

网络IO优化

• 减少网络交互的次数
  １.比如提供对SQL查询结果的缓存
  ２.合并访问请求，比如申请很多CSS文件可以一并向服务器请求，然后服务器一个个返回文件

• 减少网络传输数据的大小
  １.数据压缩
  ２.设计简单的协议，尽量从协议头获得有用的信息

• 减少编码，尽量提前将字符转化为字节，或减少字符变字节的转化

交互策略

同步和异步，针对任务序列，同步是任务相互依存，这个任务不成功则下一个任务失败。异步则任务相互独立，这个任务成功不能说明上个任务成功。同步追求可靠性，异步追求性能

阻塞和非阻塞，阻塞是CPU等待IO完成，异步则CPU做其他事等IO完成后才回来，异步看起来对CPU利用率更高，但实际上要考虑线程的花费和程序的复杂度的提高所带来的成本

• 同步阻塞：简单，性能差
• 同步非阻塞：对IO长连接且输送数据不多很好
• 异步阻塞：常用于数据库的备份
• 异步非阻塞：只用于一些非常复杂的分布式，对数据传输不大但频繁性能提高最高