Netty（一） 之 I/O通信

IO类型介绍

BIO通信

• 一个线程负责连接
• 一请求一应答
• 缺乏弹性伸缩能力

由于线程是宝贵的资源，会造成宕机。
请求来到，由accpter去针对每个请求申请线程

伪异步IO通信

• 线程池负责连接
• M请求N应答
• 超过线程池会阻塞，由于限制不会宕机

由线程池来处理所有客户端的接入，

NIO通信

• 加入了缓冲区Buffer：所有数据由缓冲区处理，读入缓冲区，写入缓冲区。
• 通道Channel：是双向的，读写可以同时进行
• 多路复用器Selector：会不断轮询注册在Selector上的Channel，当发现Channel发生了读写事件，选中它，根据SelectionKey，获取就绪Channel集合，进行IO操作。 由于JDK使用了epoll，代替传统的seletc实现，没有最大连接数限制，可以介入无线客户端。

AIO通信 异步通信Io

• 连接注册读写事件和回调函数
• 读写方法异步
• 主动通知程序。一、通过future类表示异步操作结果 二是传入Channel.completion.handle接口的实现类，作为操作完成回调。
• 它不需要多路复用器Selector进行轮询，是被动回调的

四种IO对比

客户端个数：
| 类型 | BIO | 伪异步IO | NIO| AIO
| ——– | :—–: | :—-: |:—-:|:—-:
| 客户端：线程个数 | 1:1 | m：n |m：1|m：0
| IO类型 | 阻塞同步 | 阻塞同步 | 非阻塞同步|非阻塞异步
| 使用难度 | 简单 | 简单 | 最复杂|复杂
| 调试难度 | 简单 | 简单 | 复杂|复杂
| 可靠性 | 低 | 低 | 可靠|可靠
| 吞吐量 | 低 | 较低 | 较高|高

Netty入门

原生NIO缺陷

• 类库和API繁杂：
• 入门门槛高：熟悉多线程，网络编程
• 工作量和难度大：面临断连重连，网络闪断，断包读写，失败缓存
• JDK NIO些许BUG 如著名的epoll BUG，会导致空轮询，导致cpu占用满

Netty优势

duboo使用Netty作为底层通信框架，其他RPC框架也使用Netty构建高性能异步通信能力

• API简单，扩展灵活
• 入门门槛低，支持多种主流协议
• 性能高，成熟稳定，处理了所有JDKbug，经受了大量商用考验

WebSocket 基于TCP

• 是一个H5协议规范
• 握手机制， 建立TCP连接，进行实时通信
• 解决客户端于服务端实现通信 的技术

优点：

• 节省通信开销：原本的WebService是，间隔若干秒，发送请求将服务器消息拉回来，需要不断发送请求，header是很长的，内容很小，会很占用资源
• 服务器主动 传送数据 给客户端
• 实时通信，不需要发送请求，不仅限于Ajax方式通信，可以彼此相互推送，实现实时通信。

建立连接

• 客户端发起握手请求 附加头 UpgradeWebSocket
• 服务器端相应请求 解析附加头 生成应答消息相应
• 连接建立

生命周期

• 打开事件：发生在连接时，WebSocket Session对象（表示已经建立好的连接） 、配置对象（包含配置端点信息）、一组路径参数（握手时，入栈匹配的url）
• 消息事件：三种基本消息（文本消息，二进制消息，pown消息），对应的使用String，byte，pomMessage实例
• 错误事件：连接发生错误时，处理入栈任何异常（连接建立错误SessionException、WebSocket将消息解码成开发人员所需要时，DecodeException）