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Netty-01-NIO基础

2022-06-29 00:00:24  阅读:145  来源: 互联网

标签:Netty 01 NIO buffer read ByteBuffer sc new channel


一. NIO 基础

non-blocking io 非阻塞 IO

1. 三大组件

1.1 Channel & Buffer

channel 有一点类似于 stream,它就是读写数据的双向通道,可以从 channel 将数据读入 buffer,也可以将 buffer 的数据写入 channel,而之前的 stream 要么是输入,要么是输出,channel 比 stream 更为底层

graph LR channel --> buffer buffer --> channel

常见的 Channel 有

  • FileChannel
  • DatagramChannel
  • SocketChannel
  • ServerSocketChannel

buffer 则用来缓冲读写数据,常见的 buffer 有

  • ByteBuffer
    • MappedByteBuffer
    • DirectByteBuffer
    • HeapByteBuffer
  • ShortBuffer
  • IntBuffer
  • LongBuffer
  • FloatBuffer
  • DoubleBuffer
  • CharBuffer

1.2 Selector

selector 单从字面意思不好理解,需要结合服务器的设计演化来理解它的用途

多线程版设计

graph TD subgraph 多线程版 t1(thread) --> s1(socket1) t2(thread) --> s2(socket2) t3(thread) --> s3(socket3) end

⚠️ 多线程版缺点

  • 内存占用高
  • 线程上下文切换成本高
  • 只适合连接数少的场景

线程池版设计

graph TD subgraph 线程池版 t4(thread) --> s4(socket1) t5(thread) --> s5(socket2) t4(thread) -.-> s6(socket3) t5(thread) -.-> s7(socket4) end

⚠️ 线程池版缺点

  • 阻塞模式下,线程仅能处理一个 socket 连接
  • 仅适合短连接场景

selector 版设计

selector 的作用就是配合一个线程来管理多个 channel,获取这些 channel 上发生的事件,这些 channel 工作在非阻塞模式下,不会让线程吊死在一个 channel 上。适合连接数特别多,但流量低的场景(low traffic)

graph TD subgraph selector 版 thread --> selector selector --> c1(channel) selector --> c2(channel) selector --> c3(channel) end

调用 selector 的 select() 会阻塞直到 channel 发生了读写就绪事件,这些事件发生,select 方法就会返回这些事件交给 thread 来处理

2. ByteBuffer

有一普通文本文件 data.txt,内容为

1234567890abcd

使用 FileChannel 来读取文件内容

@Slf4j
public class ChannelDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        try (RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("helloword/data.txt", "rw")) {
            FileChannel channel = file.getChannel();
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
            do {
                // 向 buffer 写入
                int len = channel.read(buffer);
                log.debug("读到字节数:{}", len);
                if (len == -1) {
                    break;
                }
                // 切换 buffer 读模式
                buffer.flip();
                while(buffer.hasRemaining()) {
                    log.debug("{}", (char)buffer.get());
                }
                // 切换 buffer 写模式
                buffer.clear();
            } while (true);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出

10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 读到字节数:10
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 1
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 2
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 3
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 4
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 5
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 6
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 7
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 8
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 9
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 0
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 读到字节数:4
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - a
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - b
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - c
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - d
10:39:03 [DEBUG] [main] c.i.n.ChannelDemo1 - 读到字节数:-1

2.1 ByteBuffer 正确使用姿势

  1. 向 buffer 写入数据,例如调用 channel.read(buffer)
  2. 调用 flip() 切换至读模式
  3. 从 buffer 读取数据,例如调用 buffer.get()
  4. 调用 clear() 或 compact() 切换至写模式
  5. 重复 1~4 步骤

2.2 ByteBuffer 结构

ByteBuffer 有以下重要属性

  • capacity
  • position
  • limit

一开始

写模式下,position 是写入位置,limit 等于容量,下图表示写入了 4 个字节后的状态

flip 动作发生后,position 切换为读取位置,limit 切换为读取限制

读取 4 个字节后,状态

clear 动作发生后,状态

compact 方法,是把未读完的部分向前压缩,然后切换至写模式

标签:Netty,01,NIO,buffer,read,ByteBuffer,sc,new,channel
来源: https://www.cnblogs.com/lcha-coding/p/16421747.html

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