Netty-01-BIO实战及原理
前言
参考书籍:
- Netty权威指南 以5.x版本编写,建议还是以Netty in action为主
1. Netty 介绍和应用场景
Netty
是由JBOSS
提供的一个Java
开源框架,现为Github
上的独立项目Netty
是一个异步的、基于事件驱动的网络应用框架,用以快速开发高性能、高可靠性的网络IO
程序Netty
主要针对在TCP
协议下,面向Clients
端的高并发应用,或者Peer-to-Peer
场景下的大量数据持续传输的应用。Netty
本质是一个NIO
框架,适用于服务器通讯相关的多种应用场景- 要透彻理解
Netty
, 需要先学习NIO
, 这样我们才能阅读Netty
的源码。
应用场景:
- 互联网行业
- 分布式系统中,各个节点之间需要远程服务调用,高性能的
RPC
框架必不可少,Netty
作为异步高性能的通信框架,往往作为基础通信组件被这些RPC
框架使用 - 典型的应用有:阿里分布式服务框架
Dubbo
的RPC
框架使用Dubbo
协议进行节点间通信,Dubbo
协议进行节点间通信,Dubbo
协议默认使用Netty
作为基础通信组件,用于实现各进程节点之间的内部通信
- 分布式系统中,各个节点之间需要远程服务调用,高性能的
- 游戏行业
- 无论是手游服务端还是大型的网络游戏,
Java
语言得到了越来越广泛的应用 Netty
作为高性能的基础通信组件,提供了TCP/UDP
和HTTP
协议栈,方便定制和开发私有协议栈,账号登录服务器- 地图服务器之间可以方便的通过
Netty
进行高性能的通信
- 无论是手游服务端还是大型的网络游戏,
- 大数据领域
- 经典的
Hadoop
的高性能通信和序列化组件Avro
的RPC
框架,默认采用Netty
进行跨界点通信 - 它的
Netty Service
基于Netty
框架二次封装实现。
- 经典的
2. Java IO模型
I/O
模型简单的理解:就是用什么样的通道进行数据的发送和接收,很大程度上决定了程序通信的性能Java
共支持3种网络编程模型IO模式:BIO、NIO、AIO
Java BIO
: 同步并阻塞(传统阻塞型),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Java NIO
: 同步非阻塞,服务器实现模式为一个线程处理多个请求(连接),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请求就进行处理Java AIO(NIO.2)
: 异步非阻塞,AIO
引入异步通道的概念,采用了Proactor
模式,简化了程序编写,有效的请求才启动线程,它的特点是先由操作系统完成后才通知服务端程序启动线程去处理,一般适用于连接数较多且连接时间较长的应用
3. BIO 简单实战
3.1 流程概述
- 服务端启动一个
ServerSocket
- 客户端启动
Socket
对服务器进行通信,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 - 客户端发出请求后, 先咨询服务器是否有线程响应,如果没有则会等待,或者被拒绝
- 如果有响应,客户端线程会等待请求结束后,在继续执行
3.2 应用实例
- 使用
BIO
模型编写一个服务器端,监听6666
端口,当有客户端连接时,就启动一个线程与之通讯。 - 要求使用线程池机制改善,可以连接多个客户端.
- 服务器端可以接收客户端发送的数据(通过
cmd
的telnet
方式即可)。
1 | public class BIOServer { |
3.3 BIO 问题分析
- 每个请求都需要创建独立的线程,与对应的客户端进行数据
Read
,业务处理,数据Write
。 - 当并发数较大时,需要创建大量线程来处理连接,系统资源占用较大。
- 连接建立后,如果当前线程暂时没有数据可读,则线程就阻塞在
Read
操作上,造成线程资源浪费
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