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BIO通信模型圖

BIO通信：采用BIO模型通信的服務(wù)端，通常由一個(gè)獨(dú)立的線程負(fù)責(zé)監(jiān)聽客戶端的連接，它接收到客戶端連接請(qǐng)求之后，會(huì)對(duì)每個(gè)客戶端創(chuàng)建一個(gè)新的線程，進(jìn)行鏈路處理，處理完成之后通過輸出流返回應(yīng)答給客戶端，此時(shí)線程銷毀，這就是典型的”一請(qǐng)求一應(yīng)答“的通信模型。該模型的最大缺點(diǎn)就是：缺乏彈性伸縮能力，當(dāng)客戶端并發(fā)訪問量增加以后，服務(wù)端的線程個(gè)數(shù)和客戶端的并發(fā)訪問數(shù)會(huì)成1比1的正比關(guān)系，由于線程是Java虛擬機(jī)的寶貴系統(tǒng)資源，當(dāng)線程數(shù)膨脹之后，系統(tǒng)的性能就會(huì)快速下降。隨著并發(fā)訪問量的繼續(xù)增大，系統(tǒng)將會(huì)發(fā)生線程堆棧異?；騽?chuàng)建線程失敗等問題。最終導(dǎo)致進(jìn)程宕機(jī)或?qū)⑺?，不能?duì)外提供服務(wù)。

Netty使用場(chǎng)景：

高性能領(lǐng)域：比如游戲，大數(shù)據(jù)分布式計(jì)算得以廣泛應(yīng)用

多線程并發(fā)領(lǐng)域：多路復(fù)用模型，多線程模型，主從多線程模型

異步通信領(lǐng)域：

什么是Netty？

Netty是一個(gè)高性能事件驅(qū)動(dòng)，異步非阻塞的IO Java開源框架，由Jboss提供，用于建立Tcp等底層的鏈接，基于Netty可以建立高性能的Http服務(wù)器，快速開發(fā)高性能、高可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和客戶端程序。支持Http、websocket，tcp，udp等協(xié)議。同時(shí)Netty又是基于NIO的客戶端，服務(wù)器端編程框架，使用Netty可以確?？焖俸秃?jiǎn)單的開發(fā)出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。例如實(shí)現(xiàn)了某種協(xié)議的客戶端服務(wù)端應(yīng)用。Netty簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的開發(fā)過程，比如tcp，udp的socket服務(wù)開發(fā)。同時(shí)Netty提供了非?？煽康姆€(wěn)定性和良好的伸縮性。

aio通信模型

nio通信模型

偽異步io通信模型

bio通信模型

bio相關(guān)概念

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template class methods

epoll是Linux內(nèi)核為處理大批量文件描述符而作了改進(jìn)的poll，是Linux下多路復(fù)用IO接口select/poll的增強(qiáng)版本，它能顯著提高程序在大量并發(fā)連接中只有少量活躍的情況下的系統(tǒng)CPU利用率。另一點(diǎn)原因就是獲取事件的時(shí)候，它無須遍歷整個(gè)被偵聽的描述符集，只要遍歷那些被內(nèi)核IO事件異步喚醒而加入Ready隊(duì)列的描述符集合就行了。epoll除了提供select/poll那種IO事件的水平觸發(fā)（Level Triggered）外，還提供了邊緣觸發(fā)（Edge Triggered），這就使得用戶空間程序有可能緩存IO狀態(tài)，減少epoll_wait/epoll_pwait的調(diào)用，提高應(yīng)用程序效率。

BIO通信：服務(wù)端接收到客戶端的請(qǐng)求之后，為每一個(gè)客戶端創(chuàng)建一個(gè)線程進(jìn)行處理，通過輸出流把應(yīng)答發(fā)送給客戶端，最后銷毀線程。（1對(duì)1，阻塞同步的IO）

偽異步IO通信：當(dāng)有新的客戶端接入的時(shí)候，將客戶端的socket封裝成一個(gè)task投遞到后端的線程池進(jìn)行處理，線程池維護(hù)一個(gè)消息隊(duì)列和N個(gè)活躍的線程，對(duì)消息隊(duì)列中的任務(wù)進(jìn)行相關(guān)的處理。（M對(duì)N，阻塞同步的IO）

NIO通信：在面向流的IO中可以將數(shù)據(jù)直接寫入或者將數(shù)據(jù)直接讀到Stream對(duì)象中，在NIO中，所有數(shù)據(jù)都是用緩沖區(qū)進(jìn)行處理的，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，直接讀緩沖區(qū)中，在寫入數(shù)據(jù)時(shí)，是直接寫入緩沖區(qū)中。任何時(shí)候處理NIO中的數(shù)據(jù)時(shí)都是通過緩沖區(qū)進(jìn)行操作。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過Channel讀取和寫入。selector提供了選擇已經(jīng)就緒的任務(wù)的能力，會(huì)通過不斷輪詢?cè)谄渖系腃hannel，在某個(gè)Channel上面發(fā)生讀或者寫事件，則該Channel處于就緒狀態(tài)，會(huì)被Selector輪詢出來，然后獲取Channel的集合進(jìn)行后續(xù)的操作。（M對(duì)1，非阻塞同步的IO）

AIO通信：AIO的異步套接自通道，是真正的異步非阻塞IO，對(duì)應(yīng)于Unix網(wǎng)絡(luò)編程中的事件驅(qū)動(dòng)IO，不需要通過多路復(fù)用器對(duì)被注冊(cè)的通道進(jìn)行輪詢操作即可實(shí)現(xiàn)異步讀寫，從而簡(jiǎn)化NIO的編程模型。（M對(duì)0，非阻塞異步IO）