尚硅谷-Netty篇

學習內容

P1_P43，P110P116，中間章節好枯燥啊，暫時用不到，先跳過了

IO模型參考：https://blog.csdn.net/lzb348110175/article/details/98941378

學習鏈接：https://www.bilibili.com/video/BV1DJ411m7NR?p=42&vd_source=510ec700814c4e5dc4c4fda8f06c10e8

系統優化：要麼是分層處理，要麼是叫緩存

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🔥1. 基本內容

1.1.基本概念

1.1.0 IO模型--前提

1.1.0.1 基本概念

​ 先做一個鋪墊吧，IO模型分爲同步阻塞BIO、同步非阻塞NIO、多路複用IO、異步AIO。後面詳細介紹

1.1.0.2 BIO--同步阻塞IO

​ BIO(Blocking IO)：同步阻塞IO。這種阻塞是針對內核空間而言的，內核空間需要準備數據 。適合連接數少的情況，實際用戶請求一次就是開一個線程處理，雖然有線程池可以優化

1.1.0.3 NIO--同步非阻塞IO

​ NIO(Non-Blocking IO): 同步非阻塞IO。適合連接數多且時長短的，比如聊天連接器

1.1.0.4 多路複用IO--異步阻塞IO(略)

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1.1.0.5 AIO--異步非阻塞IO

​ Asynchronous IO。適合連接數多且時長長的

1.1.1 Netty

1.1.1.1 基本概念

​ 本質就是NIO框架，底層是jdk代碼，更下層是TCP/IP協議。比如阿里的Dubbo的RPC框架就是用的Netty、Spark

1.1.1.2 NIO概念

​ 三大組件Channel通道，Buffer緩衝區，Selector選擇器

​ 原本BIO是每有一個客戶連接服務端就創建一個線程處理，現在NIO就創建一個線程進行選擇處理，如果沒有通道有數據，那就跳過不阻塞（和Kafka消費者與kafka-Broker關係類似）

1.1.1.3 NIO--三大組件

​ 總結就是一個Selector監聽多個Channel，每個Channel又對應一個Buffer。Buffer是面向塊（底層是個數組，BIO是面向字節流）

1.1.1.4 Buffer

​ 緩衝區，面向塊編程，底層就是個數組，用各個標記控制數組長度與大小，由於可讀也可寫，所以實時都會改變

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1.1.1.5 Channel

​ Channel本身是個接口，Buffer有源碼，Channel也有。可用於讀取文件、網絡傳輸等等等等。之前的InputStream內部就包含了Channel

1.1.1.6 Buffer-Channel實戰

​ 程序 <=> Buffer <=> Channel <=> 文件：所以不僅可以讀取文件內容程序輸出，也可以讀取文件內容輸出到另一個文件。除了單個Buffer，還可以定義Buffer數組（服務器網絡交互中進行處理，一個Channel對應一個Buffer數組）

​ Channel.write(Buffer)：表明Buffer往Channel寫

​ Channel.read(Buffer)：表明Channel從Buuffer讀

1.1.1.7 MappedByteMapper（略）

​ 在直接內存（堆外內存）操作數據，操作系統就不需要拷貝一次

1.1.1.8 Selector

​ 就是將每個Channel註冊到Selector中，然後當Channel有數據傳入進來時，Selector非阻塞式讀取，避免了每個請求都創建一個線程，減少了多線程上下文的切換。

​ 具體註冊流程就是客戶端通過ServerSocketChannel註冊到Selector中，Selector維護一個SelectionKey的集合返回

1.1.1.9 NIO--羣聊系統（略）

​ 就是用Selector + Channel + Buffer實現局域網消息單聊與羣聊，暫時感覺用不到，比較枯燥，先跳過，先了解理論知識即可。

1.2 基本名詞

1.2.1 零拷貝

1.2.1.1 基本概念

​ DMA：direct memory access 直接內存拷貝，不使用CPU

1.2.1.2 實際場景

參考鏈接：https://blog.csdn.net/shenchaohao12321/article/details/115464117

​ 零拷貝：本質就是內核緩衝區中間沒有重複數據，減少數據拷貝次數

​ 傳統IO：用戶依次發起read、write請求，整個過程發送4次用戶態和內核態上下文切換與數據拷貝

​ mmap內存映射：4次上下文切換，3次數據拷貝。write的時候減少了一次。適合小文件讀取

​ sendFile（Linux中）：3次上下文切換，最少2次數據拷貝，適合大文件讀取

1.2.2 AIO

​ AIO兩種模式：Reactor, Proactor。NIO本身也是一個Reactor。

1.2.3 Netty

1.2.3.1 基本概念

​ Es,dubbo底層都用到了Netty, netty對nio各種api接口進行了封裝

1.2.3.2 線程模型

1. 傳統IO模型:就是類似BIO，每個連接創建一個線程處理
2. Reactor模型：就是用一個單獨線程處理多個客戶端連接，然後類似用線程池分發處理
3. 單Reactor單線程：服務器單線程處理客戶端某個請求的時候，其他客戶端請求會阻塞
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4. 單Reactor多線程：服務器單線程用類似線程池分發處理客戶端的多個請求。
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5. 主從Reactor多線程（Netty就是基於這個做了改進）：分了3層，主線程建立連接，請求分給多個子線程，每個子線程又分給多個線程來進行handler處理，處理結果可以返回給子線程（不給主線程）。
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🔥2.進階內容

2.1. 基本概念

2.1.1 RPC

2.1.1.1 基本概念

​ 遠程過程調用：計算機程序調用另一個計算機子程序。

​ 常見RPC框架：dubbo, springcloud

2.1.1.2 基本開發

​ 實際開發中，使用Netty實現rpc調用，就是需要客戶端和服務端都開發netty代碼，然後調用返回相應的對象。