NIO Netty（一）

NIO: non-blocking io 非阻塞io

1、NIO组件

1.1、Channel

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stream 要么是输入，要么是输出，channel 比 stream 更为底层。

常见的 Channel 有

• FileChannel
• DatagramChannel
• SocketChannel
• ServerSocketChannel

1.2、Buffer

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

1.3.1、ByteBuff

分配空间

Bytebuffer buf = ByteBuffer.allocate(16);

//切换到读模式buf.flip();//切换到写模式  两种方法buf.clear();buf.compact();

向 buffer 写入数据

//调用 channel 的 read 方法int readBytes = channel.read(buf);//调用 buffer 自己的 put 方法buf.put((byte)127);

从 buffer 读取数据

//调用 channel 的 write 方法int writeBytes = channel.write(buf);//调用 buffer 自己的 get 方法//get 方法会让 position 读指针向后走，如果想重复读取数据//可以调用 rewind 方法将 position 重新置为 0//或者调用 get(int i) 方法获取索引 i 的内容，它不会移动读指针byte b = buf.get();

字符串与 ByteBuffer 互转

ByteBuffer buffer1 = StandardCharsets.UTF_8.encode("你好");ByteBuffer buffer2 = Charset.forName("utf-8").encode("你好");CharBuffer buffer3 = StandardCharsets.UTF_8.decode(buffer1);String str = buffer3.toString();

1.3.2、一种解决 黏包，半包 的方法

网络上有多条数据发送给服务端，数据之间使用 /n 进行分隔
但由于某种原因这些数据在接收时，被进行了重新组合，例如原始数据有3条为

• Hello,world/n
• I’m zhangsan/n
• How are you?/n

变成了下面的两个 byteBuffer (黏包，半包)

• Hello,world/nI’m zhangsan/nHo
• w are you?/n

现在要求你编写程序，将错乱的数据恢复成原始的按 /n 分隔的数据

package com.jtc;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.CharBuffer;import java.nio.charset.Charset;import java.nio.charset.StandardCharsets;import static com.jtc.Utils.ByteBufferUtil.debugAll;public class testfe {    public static void main(String[] args) {        ByteBuffer source = ByteBuffer.allocate(32);        source.put("Hello,world/nI'm zhangsan/nHo".getBytes());        split(source);        source.put("w are you?/nhaha!/n".getBytes());        split(source);    }    private static void split(ByteBuffer source) {        //切换到读模式        source.flip();        int oldLimit = source.limit();        for (int i = 0; i < oldLimit; i++) {            if (source.get(i) == '/n') {                ByteBuffer target = ByteBuffer.allocate(i + 1 - source.position());                source.limit(i + 1);                // 从source 读，向 target 写ByteBufferUtil                target.put(source);                source.limit(oldLimit);                //调试工具类，可以显示ByteBuffer中的内容                debugAll(target);            }        }        //把未读完的部分向前压缩，然后切换至写模式        source.compact();    }}

不推荐，每次都需要把字符一个一个读进去。

1.3、Selector

服务器的设计演化：

1.3.1多线程版设计

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

1.3.2线程池版设计

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

1.3.3selector 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）。

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。