Netty网络编程——Netty的基本介绍与BIO

1.什么是Netty

2.Netty的使用场景

3.Netty的学习顺序

4.BIO基本介绍

5.BIO的流程梳理

6.BIO应用实例说明

7.BIO优缺点分析

1.什么是Netty
在我们的日常开发中，按照正常的工作模式，一般都是确定好业务逻辑之后，提供接口给客户端端，然后进行调用即可，也就是说调用普通的接口，生产者和消费者的角色是固定的，永远都是客户端是消费者，服务器端是生产者。

但是我们试想一下这种情况，客户端需要和服务器端保持长链接，并且会互相推送消息（比如说聊天服务器），这个时候，像这种点对点，且互相发送信息的情况下，普通的接口调用已经无法满足我们的业务要求，我们需要一个与服务器通讯相关的框架。

再比如，有非常多的客户端连接到我们的服务器，我们如何将这些连接请求合理地进行编排，让线程得到充分的利用，而不是阻塞。

Netty就非常合适。

Netty是 一个异步事件驱动的网络应用程序框架，用于快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端。

2.Netty的使用场景

2.1）分布式系统的框架中
在分布式系统中，服务和服务之间如何保持连接，如果进行远程服务调用，高性能的RPC框架必不可少，Netty作为异步高性能的通信框架，作为通讯的基础组件被这些框架使用。
2.2）通讯行业
在通讯行业中，往往会有大量的用户同时在线，并且发送信息，如果高效地处理这些链接，并且高效的分发数据，Netty提供了解决方案。

3.Netty的学习顺序

刚开始学习Netty,我们不宜讲太多Netty的概念，因为初听这些词汇非常难懂，我们要从BIO开始，再学习NIO（学会NIO三大核心工具），学完后我们会对网络编程有一个初步的了解，也会对服务器中处理连接的模式有一个大概的印象，等到这些基础都学会之后，接下来我们就可以系统地学习Netty。

4.BIO基本介绍

我们先看一下BIO的概念：同步阻塞。

每当服务器有连接请求的时候，客户端都会启动一个线程去处理（可以通过线程池改善）。

服务器端在准备数据的时候，服务器的这个连接线程是不会去做任何事情的（阻塞状态）。

由此我们可以得出：
BIO适用于连接数目比较小且固定的架构，对服务器资源要求高。

5.BIO的工作流程梳理

5.1）服务器端启动一个ServerSocket

5.2）客户端启动Socket对服务器进行通信，默认情况下每个客户端请求都需要建立一个连接与之通讯

5.3）客户端发出请求后, 先咨询服务器是否有线程响应，如果没有则会等待，或者被拒绝

5.4）如果有响应，客户端线程会等待请求结束后，在继续执行

5.5）客户端在处理读写请求的时候，直至业务逻辑处理完返回数据以前，连接客户端的线程会阻塞，不会去做其它事情，一直是阻塞状态。

5.6）服务器端处理完数据返回给客户端。

6.BIO应用实例说明

@Slf4j
public class BIOServer {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //如果有客户端连接，就创建一个线程，与之通讯
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor
                = new ThreadPoolExecutor(2,//常驻核心线程数
                5,//最大核心线程数
                1L,//多余的空闲线程的存活时间
                TimeUnit.SECONDS,//多余空闲线程存活时间单位
                new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10),//阻塞队列
                Executors.defaultThreadFactory(),//生成线程池中工作线程的线程工厂
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());//拒绝策略


        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6677);
        log.info("服务器启动");
        while (true) {
            log.info("线程id" + Thread.currentThread().getId() + "名字=" + Thread.currentThread().getName());
            //等待客户端连接
            log.info("等待客户端连接");
            //没有连接会阻塞在这里
            Socket accept = serverSocket.accept();
            log.info("有客户端连接了！");
            //处理的业务逻辑
            threadPoolExecutor.execute(() -> handler(accept));

        }

    }

    public static void handler(Socket socket) {
        try {
            log.info("线程id" + Thread.currentThread().getId() + "名字=" + Thread.currentThread().getName());
            //通过socket连接获取输入流
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            byte[] bytes = new byte[1024];
            while(true){
                int read = inputStream.read(bytes);
                if (read != -1) {
                    System.out.println(new String(bytes, 0, read));//输出客户端发送的数据
                } else {
                    break;
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            log.error(e.getMessage());
        } finally {
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

}

我们通过telnet连接服务器：

随意输入字符串发送信息：

7.BIO优缺点分析

优点：
1）开发简单。

缺点：
1）每个请求都要创建线程，浪费资源。

2）连接建立后，如果服务端的数据还没有准备好，则服务端线程不会去处理别的请求，会阻塞，造成资源浪费。

我们将会用NIO等方式来解决以上的缺点。