了解一下NIO

NIO（Non-block I/O）初学

• 解释：非阻塞I/O

• 类库

  • 缓冲区（buffer）
    
    • I/O操作，将数据写入缓冲区，方便特有操作，也方便网络读写。
  • 通道（channel）
    
    • 通道是双向的，可以同时进行读写，网络数据通过Channel读取和写入；stream（流）是单向的，只能读或者写
    • 通道分为两大类：用于网络读写的SelectableChannel和文件操作的FileChannel
    • ServerSocketChannel和SocketChannel都是SelectableChannel子类
  • 多路复用器（Selector）：轮询出发生读或写操作的Channel
    
    • JDK使用epoll（）,只需要一个线程负责Selector轮询。

  Java原生NIO编程

  • NIO服务端序列图

    • 打开ServerSocketChannel，用于监听客户端的连接，它是所有客户端连接的父管道。ServerSocketChannel acceptorSvr = ServerSocketChannel.open();
    • 绑定监听端口，设置连接方式为非阻塞模式
      （ acceptorSvr .socket().bind(new InetSocketAddress(InetAddress.getByName(“IP”),port));
      acceptorSvr .configureBlocking(false)）
    • 创建Reactor线程，创建多路复用器并启动线程（
      Selector selector =Selector.open();
      New Thread(new ReactorTask()).start();
      ）
    • 将ServerSocketChannel注册到Reactor线程的多路复用器Selector上，监听ACCEPT事件
      SelectionKey key = acceptorSvr.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT,ioHandler);
    • 多路复用器在线程run方法的无限循环轮询准备就绪的Key
      int num = selector.select();
      Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
      Iterator it = selectedKeys.iterator();
      while(it.hasNext()){
      SelectionKey key = (SelectionKey)it.next();
      //… deal with I/O event
      }
    • 多路复用器监听到有新的客户端接入，处理新的接入请求，完成tcp三次握手，建立物理链路。
      SocketChannel channel =svrChannel.accept();
    • 设置客户端链路为非阻塞模式
      channel.configureBlocking(false);
      channel.socket().setReuseAddress(true);
    • 将新接入的客户端连接注册到Reactor线程的多路复用器上，监听读操作，读取客户端发送的网络信息
      SelectionKey key = socketChannel.register(selector,SelectionKey.OP_READ,ioHandler);
    • 异步读取客户端请求消息到缓冲区
      int readNumber = channel.read(receivedBuffer);

    • 对ByteBuffer进行编解码，如果有半包消息指针reset，继续读取后续的报文，将解码成功的消息封装成Task，投递到业务线程池中，进行业务逻辑编排。
      Object message =null;
      while(buffer.hasRemain()){
      byteVuffer.mark();
      Object message = decode(byteBuffer)’
      if(message == null){
      byteBuffer.reset();
      break;
      }
      messageList.add(message);
      }
      if(!byteBuffer.hasRemain()){
      byteBuffer.clear()
      }else{
      byteBuffer.compact();
      }
      if(messageList!=null& !messageList.isEmpty()){
      for(Object messageE :messageList){
      handlerTask(messageE);
      }
      }

    • 将pojo对象encode（编码）成ByteBuffer，调用SocketChannel的异步write接口，将消息异步发送给客户端。
      socketChannel.write(buffer);

Netty NIO

1. 运行环境
   IDE（Eclipse、intelIED…）、Netty.jar
2. 服务器端
   a.开发步骤
   1、配置服务端的NIO线程组
   2、绑定端口，同步等待成功
   3、等待服务端监听端口关闭
   4、退出，释放线程组资源
3. 客户端
   1、配置客户端的NIO线程组
   2、 创建客户端辅助启动类Bootstrap，进行配置
   3、设置ChannelHander到管道（ChannelPipleline）中，用于处理IO事件
   4、辅助类设置完成调用connect发起异步连接，然后调用同步方法等待连接成功。
   5、客户端连接关闭，客户端主函数退出，释放资源

打包部署

1、eclipse导出jar包
2、ant打包工具
3、Maven工程构建

TCP粘包/拆包问题的解决之道

TCP粘包/拆包解决策略

1、消息定长2、在包尾增加回车换行符进行分割3、将消息分为消息头和消息体4、更复杂的应用层协议

LineBasedFrameDecoder和StringDecoder原理

LingBasedFrameDecoder的工作原理：

依次遍历ByteBuf中可读的字节，判断是否存在“\n”或者"\r\n"作为结束位置的标志。    1、以换行符作为结束标志的解码器    2、支持携带结束符或者不携带结束符两种解码方式    3、支持配置单行的最大长度

Stringdecoder功能简单:

1、将接收到的对象转换成字符串2、调用后面的handler

LingBasedFrameDecoder和StringDecoder组合就是按行切换的文本解码器，用来支持TCP的粘包和拆包。

分隔符和定长解码器的应用

 另外两种解码器（都能解决TCP粘包和拆包导致的读半包问题）：     1、DelimiterBasedFrameDecoder：自动完成以分隔符作为结束标志的消息解码     2、FixedLengthFrameDecoder：自动完成对定长消息的解码

DelimiterBasedFrameDecoder 应用