[Java知识库]Java之IO、NIO、Netty浅析

java开发中若要实现一个客户端与服务端通信的程序，传统方式是使用IO编程，为了提升性能开始使用NIO，为了更简单的编写网络程序，出现了Netty。
在传统的IO方式中，每个连接创建成功后都需要由一个线程来维护，每个线程中都包含一个while死循环，有多少个连接，则需要多少个线程及对应的while死循环。
在NIO方式中，新的连接不再创建一个新的线程来维护，而是把这个连接直接绑定到某个固定的线程，然后这个连接所有的读性都由这个线程来负责。
IO读写是面向 流 的，一次性只能从流中读取一字节或多字节，并且读完之后流无法再读取，需要自己缓存数据，而NIO的读写是面向 Buffer 的，可以随意读取里面任何字节数据，不需要自己缓存数据，只需要移动读写指针即可。

生活场景（来自闪电侠学Netty）
在一家幼儿园里，小朋友有上厕所的需求，小朋友都太小以至于你要问他要不要上厕所，他才会告诉你。幼儿园一共有100个小朋友，有两种方案可以解决小朋友上厕所的问题。
1.每个小朋友都配一个老师。每个老师都隔段时间询问小朋友是否要上厕所。如果要上，就领他去厕所，100个小朋友就需要100个老师来询问，并且每个小朋友上厕所的时候都需要一个老师领着他去，这就是IO模型，一个连接对应一个线程。
2.所有的小朋友都配同一个老师。这个老师隔段时间询问所有的小朋友是否有人要上厕所，然后每一时刻把所有要上厕所的小朋友批量领到厕所，这就是NIO模型。所有小朋友都注册到同一个老师，对应的就是所有的连接都注册到同一个线程，然后批量轮询。
这就是NIO模型解决线程资源受限问题的方案。在实际开发过程中，我们会开多个线程，每个线程都管理着一批连接，相对于IO模型中一个线程管理一个连接，消耗的线程资源大幅减少。

NIO方式由于复杂，编程不友好，而Netty的出现则封装了NIO，可以简单方便的编程，不用写一大堆复杂代码了。
Netty：是一个异步事件驱动的网络应用框架，用于快速开发可维护的高性能服务端和客户端。
实例
引入maven依赖

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/io.netty/netty-all -->
<dependency>
    <groupId>io.netty</groupId>
    <artifactId>netty-all</artifactId>
    <version>4.1.68.Final</version>
</dependency>

服务端

public class NettyServer {

    public static void main(String[] args) {

        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
        NioEventLoopGroup boss = new NioEventLoopGroup();
        NioEventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup();
        serverBootstrap
                .group(boss, worker)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .childHandler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(NioSocketChannel ch) {
                        ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());
                        ch.pipeline().addLast(new SimpleChannelInboundHandler<String>() {
                            @Override
                            protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) {
                                System.out.println(msg);
                            }
                        });
                    }
                })
                .bind(8000);
    }
}

客户端

public class NettyClient {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .handler(new ChannelInitializer<Channel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(Channel ch) {
                        ch.pipeline().addLast(new StringEncoder());
                    }
                });
        Channel channel = bootstrap.connect("127.0.0.1", 8000).channel();

        while (true) {
            channel.writeAndFlush(new Date() + ": hello world!");
            Thread.sleep(2000);
        }
    }
}

先启动服务端，再启动客户端，发现服务端控制台每2秒收到一条客户端发来的消息。