Netty完胜Java I/O与NIO？

前言

在面对很多当前的互联网应用程序时，其核心底层功能大多需要高性能网络编程来支撑，而对于Java来说是幸运的，因为在这个领域已经有了一个正在不断健壮的框架，他就是Netty（一款异步的事件驱动的网络应用程序框架，支持快速地开发可维护的高性能的面向协议的服务器和客户端）。

那么这个框架入手容易吗？

其实是有一定难度的，即使是一些例子（具备高性能的系统），想要了解并熟知，不仅需要一流的编程技巧，还需要几个复杂领域（网络编程、多线程处理和并发）的专业知识。

但是Netty确实提供了极为丰富的网络编程工具集，值得我们花大量时间来消化它。

其终究是框架

Netty的架构方法和设计原则是：每个小点都和它的技术性内容一样重要，无比精妙。我们可以更关注以下几点：

关注点分离——业务和网络逻辑解耦
模块化和可复用性
可测试性作为首要的要求

了解Java I/O与NIO

代码示例 阻塞I/O

ServerSocket serversocket = new ServerSocket(portNumber);
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
String request, response;
while((request = in.readLine()) != null){
    if("Done".equals(request)){
        break;
    }
    response = processRequest(request);
    out.println(response);
}

恰如以上代码就实现了Socket API的基本模式之一。或许你应该注意到以下几点：

• ServerSocket上的accept（）方法将会一直阻塞到一个连接建立，随后返回一个新的Socket用于客户端和服务器之间的通信。该ServerSocket将继续监听传入的连接。
• BufferedReader和PrintWriter都衍生自Socket的输入输出流，前者从一个字符输入流中读取文本，后者打印对象的格式化的表示到文本输出流。
• readLine（）方法将会阻塞，直到有一个换行符或者回车符结尾的字符串被读取到。
• processRequest（）方法即服务端对客户端的请求进行处理。

这段代码是否存在弊端？

• 其只能同时处理一个连接，要管理多个并发客户端，需要为每个新的客户端Socket创建一个新的Thread。（如下图所示）

那么你或许可以考虑到以下几点影响？

• 1、在任何时候都可能有大量的线程处于休眠状态，只是等待输入或者输出数据就绪，这可能算是一种资源浪费。
• 2、为每个线程的调用栈分配内存，根据操作系统默认值区间一般为64KB到1MB。
• 3、即使Java虚拟机（JVM）在物理上可以支持非常大数量的线程，但是远在到达该极限之前，上下文切换所带来的开销就已经非常麻烦了。

结论是？

虽然以上对于支撑中小数量的客户端来说还算可以接受，但是在面对100 000或更多并发连接资源使用它是很不理想的。

很幸运，你还可以使用NIO这种方式！（2002年Java引入对于非阻塞I/O的支持）

• 使用setsocket（）方法配置套接字，以便读/写调用在没有数据的时候立即返回
• 使用操作系统的事件通知API注册一组非阻塞套接字，以确定它们中是否有任何的套接字已经有数据可供读写。
• 以上两点就字面理解可能比较困难，那么你可以抽象记忆以下的观点与流程图！

使用Selector的非阻塞I/O

• 上图是一种非阻塞设计，Java.nio.channels.Selector是Java的非阻塞I/O实现的关键。
• 它使用了事件通知API以确定在一组非阻塞套接字中有哪些已经就绪能够进行I/O相关的操作。
• 一个单一的线程便可以处理多个并发的连接。

相比之下，与阻塞I/O相比，它能更好的利用资源

• 使用较少的线程便可以处理许多连接，减少了内存管理和上下文切换带来的开销
• 当没有I/O操作需要处理的时候，线程也可以被用于其他任务。

Netty的出场！！！

尽管你可以直接使用这些API进行直接构建应用程序（在高负载下可靠和高效的处理和调度I/O操作），但是要做到完全正确与安全是很难处理，那么这是我们将工作留给高性能的网络编程专家Netty或许更合适。

相关项目 By GitHub

项目名：InChat
项目地址：https://github.com/UncleCatMy...
项目介绍：基于Netty4与SpringBoot，聊天室WebSocket（文字图片）加API调用Netty长链接执行发送消息（在线数、用户列表）、Iot物联网-MQTT协议、TCP/IP协议单片机通信，异步存储聊天数据

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