一、Netty介绍

Netty是由JBOSS提供的开源框架，是一个异步、基于事件驱动的网络应用框架，针对TCP协议下面向客户端的高并发应用、或Peer-To-Peer 场景下的大量数据传输的应用

二、IO模型

1、三种IO模型

就是用什么样的通道进行数据的发送和接收。
Java共支持三种网络编程模型I/O模式：BIO、NIO和AIO

1）BIO（Blocking IO）：同步阻塞，传统模式，服务器端实现模式为一个链接一个线程，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就会造成不必要的线程开销，可以通过线程池机制改进，实现多个客户连接服务器；适用于连接数目较小且固定的框架，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，多出现于JDK1.4以前的版本，但程序简单易理解。
2）NIO：同步非阻塞，服务器端实现一个线程处理多个连接请求，即客户端发送的连接都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询所有连接有I/O的请求进行处理，适用于连接数目多且连接较短的架构，比如聊天服务器、弹幕系统，服务器间通讯等；但编程比较复杂，需要JDK1.4以上版本的支持。
3）AIO：异步非阻塞，引入了异步通道的概念，采用了Proactor模式，简化程序编写，有效的请求才启动线程，其特点为先由操作系统完成后才通知服务端程序启动线程去处理，一般用于连接数较多且连接时间较长的架构，如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，需要JDK7以上版本的支持。

2、BIO工作机制

在这里插入图片描述

1）服务器启动ServerSocket
2）客户端启动ClientSocket，与服务器进行通讯，默认情况下服务器端需要对每个客户建立一个线程与之通讯
3）客户端发出请求后，先咨询是否有线程响应，若没有则会等待（阻塞）或被拒绝
4）如果线程有响应，客户端线程会等待（阻塞）请求结束后才继续执行
3、BIO示例
1）先创建一个线程池
2）如果有客户链接则创建线程与之通讯

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws Exception{

        /*创建线程池*/
        ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

        /*创建服务端套接字*/
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8001);

        System.out.println("Server Starting-----");

        while (true){
            /*监听，等待客户端连接*/
            Socket accept = serverSocket.accept();
            System.out.println("连接到一个客户端");

            /*创建线程与之通讯*/
            newCachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    /*与客户端通讯*/
                    handler(accept);
                }
            });

        }

    }
    /*通讯处理方法*/
    public static void handler(Socket socket){
        try{
            byte[] bytes = new byte[1024];
            /*通过socket获取输入流*/
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            /*循环读取客户端发送的数据*/
            while (true){
                System.out.println("线程 ID：" + Thread.currentThread().getId() +
								      "名字：" + Thread.currentThread().getName());
                int read = inputStream.read(bytes);
                if(read!=-1){
                    System.out.println(new String(bytes, 0, read));
                }else{
                    break;
                }
            }

        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }finally{
            System.out.println("关闭和client的连接");
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                System.out.println(e.getMessage());
            }
        }
    }

}

使用 telnet 127.0.0.1 8001 ，然后 Ctrl+] ，使用 send message 就可以向服务端发送数据。

Server Starting-----
连接到一个客户端
线程 ID：11名字：pool-1-thread-1
hello 100
线程 ID：11名字：pool-1-thread-1
连接到一个客户端
线程 ID：12名字：pool-1-thread-2
hello 200
线程 ID：12名字：pool-1-thread-2

三、NIO

Java NIO，即 non-blocking IO，JDK1.4以后开始支持，位于java.nio包下，有三大核心部件：Channel、Buffer 和 Selector；NIO 是面向缓冲区或数据块的编程，将数据先读取到一个缓冲区中，然后处理线程从缓冲区读取数据进行处理，实现非阻塞。Channel 对应一个buffer，用于支持读写。NIO 实现了一对多的连接处理，使得可以支持更多的客户端连接请求
在这里插入图片描述

selector会优先选取有IO请求的活跃的客户连接（通道）。

1、Buffer

1.1、Buffer 的四个重要属性

Buffer 有四个重要的属性：Capacity、Limit、Position 和 Mark

1）Capacity：容量，在创建缓冲区时指定，并且之后不能更改，类似于静态数组。
2）Limit：标识缓冲区的终点，不能对缓冲区超过极限的位置进行读写操作，允许进行修改
3）Position：位置，写一个要被读或写的元素的索引，每次读写后数值会发生改变
4）Mark 标记，调用Mark 来设置 position，在调用reset 可以让position恢复原来的位置

1.2、Buffer Demo

/**
	* Test how to use the buffer of the nio
	* @author 彭友聪
	*/
public class BufferTest {
    public static void main(String[] args) {
        /*create a int buffer with 5 capacity*/
        IntBuffer intBuffer = IntBuffer.allocate(5);

        /*storage data into the int buffer*/
        for(int i=0; i<intBuffer.capacity(); i++){
            intBuffer.put(i*2);
        }
        /*read data from the int buffer*/
        /*At first change the int buffer from write status to read status by the follow code*/
        intBuffer.flip();
        while (intBuffer.hasRemaining()){
            /*the get function can auto remove index to next one*/
            System.out.println(intBuffer.get());
        }
    }
}

1.3 NIO VS BIO

1）BIO 以流的方式处理数据，NIO 则以数据块为单位进行处理，从而 NIO 的效率更高
2）BIO 是阻塞的，NIO 是非阻塞的
3）NIO 基于字节流和字符流进行操作，NIO 基于Channel 即通道和 Buffer 即缓冲区进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或相反，从缓冲区写入到通道中，Selector 用于监听多个通道中的事件，从而实现单个线程可以处理多个客户连接请求