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NIO Channel
- Channel (java.nio.channels.Channel) 是 NIO 的三個核心組件之一，Channel 在NIO中代表通道，在JDK中是一個接口。
一、Channel和流
- Channel 可以是雙向的，既可以通過Channel讀數據，也可以寫數據，流的話要麼是輸入流，要麼是輸出流
- 不能直接通過 Channel 讀寫數據，必須通過buffer操作，程序通過Buffer間接的和Channel打交道，程序永遠不能繞過buffer直接操作Channel，而流是可以直接讀寫的
- Channel的讀寫可以是非阻塞的，而流是阻塞的
二、Channel的主要實現類
| 實現類 | 作用場景 |
|---|---|
| SocketChannel | 客戶端用來發起 TCP連接的 的 Channel |
| ServerSocketChannel | 服務端用於監聽客戶端TCP連接的Channel，每接受到一個連接，則會創建一個SocketChannel |
| DatagramChannel | 通過 UDP 讀寫數據的 Channel |
| FileChannel | 從文件讀寫數據的 Channel |
在 Netty 中主要涉及到的是 SocketChannel 和 ServerSocketChannel ，下面給出這兩個的繼承圖，比較類似：
三、從Socket到Channel
- 最初的網絡編程最熟悉的類是 Socket 和 ServerSocket，那麼 Socket 和 ServerSocket VS SocketChannel 和 ServerSocketChannel ，這兩組類之間的區別和聯繫是什麼？
3.1 Socket和ServerSocket
- Socket 和 ServerSocke 是對應的，分別對應客戶端和服務端，它們是 java.net 下面實現 Socket 通信的類，只支持阻塞通信(或者自己實現非阻塞通信)，通常在 ServerSocket 實現的服務端是爲每一個客戶端分配一個線程(或者線程池)，由此能夠支持的客戶端數量有限。
- 在阻塞IO的通信中我們就是使用這兩個類，在文章: 03-BIO、NIO到Netty 的BIO示例中有給出，核心僞代碼如下：
客戶端:
{
Socket socket = new Socket(IP, PORT);
//後續數據讀寫：
socket.getOutputStream()
socket.getInputStream()
}
服務端：
{
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(PORT);
while (true) {
Socket socket = serverSocket.accept();
//線程池處理連接
threadPool.execute(new ServerHandler(socket));
}
}
- Socket：可以理解爲客戶端與服務端的一個連接，比如客戶端 Socket socket=new Socket(ip，port)；其中 socket 這個 Socket 對象就代表客戶端和對應ip端口的一個連接；
- ServerSocket：可以理解爲服務端等待客戶端連接的一個Socket對象，比如服務端 ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port)；其中 serverSocket 代表服務端監聽在 port 的一個 Socket，這裏並不代表一個連接，僅僅代表一個服務的監聽，ServerSocket收到連接請求之後通過 accept方法可以打開一個Socket對象，與客戶端進行通信。
3.2 SocketChannel和ServerSocketChannel
- SocketChannel 和 ServerSocketChannel 是對應的，分別對應客戶端和服務端，他們是 java.nio 下面實現通信的類，支持異步通信(通過參數配置)
- 在NIO的通信中我們就是使用這兩個類，在文章: 03-BIO、NIO到Netty 的NIO示例中有給出，核心僞代碼如下：
{
Selector selector = Selector.open();
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
while(true){
selector.select();
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
//處理事件
}
}
- SocketChannel：可以理解爲客戶端與服務端的一個Tcp Channel通道，類比於Socket
- ServerSocketChannel：可以綁定端口等待監聽，類比於 ServerSocket，ServerSocketChannel的accept方法會返回一個 SockerChannel
- SocketChannel和ServerSocketChannel的使用需要結合 Selector 組件，通過Selector 實現少量線程管理大量連接。
3.3 聯繫
- 下面圖是這四個類大致的關係，我們看到從功能上來看 Socket 和 SocketChannel很類似，SocketChannel 和 ServerSocketChannel很類似，但是Channel提供了非阻塞的通信模式，因此可以簡單地認爲Channel是對Socket的升級。而且通過getChannel()方法和socket()方法，他們之間可以相互轉換。
- 通信時，服務器必須先建立 ServerSocket 或者 ServerSocketChannel 監聽並等待客戶端的連接，客戶端必須建立相對應的 Socket 或者 SocketChannel 來與服務器建立連接，服務器在接受到客戶端的連接受，會生成一個 Socket 或者 SocketChannel 與此客戶端通信，注意重新生成的連接所使用的端口與監聽的端口是不一樣的。
四、Netty Channel
- 前面描述的是 java.nio.channels.Channel，是JDK NIO 中的 Channel，和 Netty中的Channel還不一樣，Netty中自己定義了 io.netty.channel.Channel，Netty的Channel 後續專門再分析，這裏只提一下，在Netty中 io.netty.channel.Channel 接口的實現類 有些封裝了 JDK的Channel，比如在 NioServerSocketChannel 中就封裝了 NIO 中的ServerSocketChannel，SocketChannel和SelectionKey等組件，因此可以認爲Netty重新定義了一套Channel接口以及相關的繼承體系可以更好的組織類之間的關係，提供統一的API，但是其底層最終還是會用到JDK NIO的相關實現，最底層的通信類還是用的JDK的。