概述

Netty其實就是一個異步的、基于事件驅動的框架，其作用是用來開發高性能、高可靠的IO程序。

因此下面就讓我們從Java的IO模型來逐步深入學習Netty。

IO模型

IO模型簡單來說，就是采用如何的方式來進行數據的接受和發送，因為存在著發送方和接收方兩個角色，因此IO模型一般分為以下3類：BIO（同步阻塞）、NIO（同步非阻塞）、AIO（異步非阻塞）。其3者的區別如下：

• BIO：是最傳統的Java IO模型，采用的方式為服務器新接受到一個連接，就建立一個線程，但是如果這個連接不做任何事情，該線程也會被創建，閑置著，增加不必要的開銷。
• NIO：服務器用一個線程處理多個請求，將所有請求注冊到一個線程管理的多路復用器（Selector）上。適用于連接數量多，但連接比較輕量的服務上，如聊天，彈幕等。
• AIO：其特點是由OS完成后，才通知服務端程序啟動程序來處理，使用場景為相冊服務器等。因不是很清楚具體實現，因此在這不展開了。

BIO代碼實現

使用BIO模型來實現一個服務器端和客戶端，并采用線程池的概念，使其可以連接多個客戶端。

服務端

首先，讓我們來看建立一個服務端需要哪些步驟：

// 創建線程池，如果有連接，就創建一個線程  ps:這里手動指定參數創建線程池會更好，但這里因為不是重點，因此就采用默認的線程池來實現。
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

        // create ServerSocket
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
        System.out.println("服務端建立，監聽！！！");

        while (true) {
            System.out.println("thread info0 id : " + Thread.currentThread().getId() + " \tname: " + Thread.currentThread().getName());

            // waiting for client
            System.out.println("等待客戶端連接");
            // The method blocks until a connection is made.
            final Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("客戶端連接成功");

            // create a thread for communicated
            executorService.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    handler(socket);
                }
            });
        }

上述代碼就是一個服務器端啟動的代碼實例，那么該如何處理客戶端發送的數據呢。

    public static void handler(Socket socket) {

        try (InputStream inputStream = socket.getInputStream();
             OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
             BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
             PrintWriter printWriter = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true)) {

            System.out.println("thread info1 id : " + Thread.currentThread().getId() + " \tname: " + Thread.currentThread().getName());

            String expression;
            String result;
            while (true) {
                System.out.println("thread info2 id : " + Thread.currentThread().getId() + " \tname: " + Thread.currentThread().getName());
                //BufferedReader.readLine()會讀滿緩沖區或者在讀到文件末尾（遇到："/r"、"/n"、"/r/n"）才返回
                System.out.println("等待讀取數據");
                if ((expression = bufferedReader.readLine()) == null) {
                    break;
                }
                System.out.println("result: " + expression);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println(e);
        } finally {
            System.out.println("關閉和client連接！！！");
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

在這里我們采用循環讀取的形式來處理客戶端發送的數據，并將其進行輸出。

客戶端

 // 發送
        try (Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("localhost"), 6666);
             OutputStream outputStream = socket.getOutputStream()) {
            String data = "0A,3,863921030884418,23.178061,0,113.225998,0,2020/01/18 17:28:30,051,4,FF,";
            data = getData(data) + "\n";
            outputStream.write(data.getBytes());
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e);
        }

客戶端的代碼就很簡單了，指定IP和端口，直接連接發送數據即可。

實現效果

首先我們啟動服務端，可以看到如下輸出，說明服務端已經被啟動起來了，等待客戶端連接。

然后，我們啟動客戶端1，服務端會啟動一個線程來接受并處理請求。

BIO實現問題

上述就是一個BIO程序實現的Demo版本，這也就是BIO的優點所在，其實現簡單，代碼邏輯也十分的簡潔明了。但其有幾個很重要的問題沒有解決。

1. 對應于每個請求都要創建一個來解決，即使有線程池的存在，也會造成很大的線程資源損耗；
2. 在 handler() 代碼中，我們可以看到其是在線程里處理的，但如果線程創建完成后，發現沒有數據需要讀寫，那么其則會阻塞在 read 操作中，影響性能。

正因為BIO有著這許多問題，因此Java官方在1.4后引入了NIO的概念，來完善Java的IO模型，因此，在這里我們只需要了解這種模型即可，知道其會產生什么問題以及產生的原因，接下里，我們把重點放在NIO上，而這也是Netty實現的基礎。

備注

本文中代碼已上傳到GitHub上，地址為 https://github.com/wb1069003157/nettyPre-research ，歡迎大家來討論，探討。

文章在公眾號「iceWang」第一手更新，有興趣的朋友可以關注公眾號，第一時間看到筆者分享的各項知識點，謝謝！筆芯！