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Netty基础—4.NIO的使用简介二
阅读量:792 次
发布时间:2023-02-14

本文共 1362 字,大约阅读时间需要 4 分钟。

NIO编程深入理解

Buffer缓冲区

Buffer是NIO编程中的核心组件,主要用于封装和操作数据。它类似于内存缓冲区,能够有效地进行数据的读写操作。Buffer允许开发者灵活地管理数据读写,避免了传统BIO模式下频繁的内存拷贝问题。

Channel数据通道

Channel是NIO中实现数据传输的核心工具。它类似于数据管道,用于将数据从一个来源传输到另一个目的地。Channel支持多种传输目标,如文件、网络、缓冲区等。通过Channel,可以实现异步的数据读写,提升系统的吞吐量和效率。

Selector多路复用器

Selector是NIO中处理多路IO请求的核心工具。它通过轮询Channel的状态,发现哪些Channel需要进行读写操作。Selector采用非阻塞的方式轮询,避免了传统BIO模式下线程轮询带来的性能问题。在Linux系统上,Selector通过epoll实现,能够高效处理大量的连接请求。

BIO与NIO的区别

BIO(Blocking I/O)是传统的同步阻塞IO模式,一个线程只能处理一个连接请求,无法支持高并发场景。NIO(Non-blocking I/O)通过多路复用器和非阻塞IO操作,允许单线程同时处理多个连接请求,显著提升了系统的吞吐量和处理能力。

伪异步IO编程

伪异步IO编程是对传统BIO的一种改进,通过线程池和消息队列实现了伪异步效果。服务端线程池根据需求调度线程处理客户端请求,避免了传统BIO模式下线程资源耗尽的问题。然而,伪异步IO仍然存在一些问题,如输入流和输出流的读写操作仍然是同步阻塞的,可能引发级联故障。

长连接与短连接

  • 短连接:客户端每次建立一个连接,发送一个请求,获取一个响应后断开连接。
  • 长连接:客户端与服务端维持一个长期的TCP连接,持续发送多个请求和接受多个响应。

NIO服务端创建流程

  • 打开ServerSocketChannel,并设置为非阻塞模式。
  • 绑定监听地址和端口。
  • 注册Selector,监听ACCEPT事件。4.轮询Selector,处理新接入的连接请求。5.注册新连接到Selector,监听READ事件。6.处理客户端发送的数据。7.注册响应数据到Selector,监听WRITE事件。8.循环处理读写事件。
  • NIO客户端创建流程

  • 打开SocketChannel,并设置为非阻塞模式。
  • 配置TCP参数。3.异步连接服务端。4.注册Selector,监听CONNECT事件。5.轮询Selector,处理连接结果。6.注册读写事件,处理数据交换。
  • NIO优点总结

  • 异步IO操作:连接和读写操作都是异步的,避免了同步阻塞。
  • 优化线程模型:Selector通过epoll实现,支持高并发连接。
  • 高效IO处理:读写操作基于Buffer,提升数据传输效率。
  • NIO问题总结

  • 类库复杂,需要掌握多个组件。
  • 处理复杂场景的难度较大。
  • Selector可能引发空轮询问题。
  • 伪异步IO问题

  • 输入流和输出流的读写操作仍然是同步阻塞的。
  • 线程池设置不当可能引发级联故障,导致连接超时。
  • 长连接优化

  • 客户端持续维持TCP连接,减少连接建立次数。
  • 提高网络通信效率,适合实时数据交换场景。
  • 通过理解以上内容,可以更好地掌握NIO编程的核心原理和实际应用场景。

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