NIO 的组成?

Johngo学长 Netty 36

Buffer

与 Channel 进行交互,数据是从 Channel 读入缓冲区,从缓冲区写 入 Channel 中的。

flip 方法

反转此缓冲区,将 position 给 limit,然后将 position 置为 0,其 实就是切换读写模式。

clear 方法

清除此缓冲区,将 position 置为 0,把 capacity 的值给 limit。 rewind 方法 :重绕此缓冲区,将 position 置为 0。

DirectByteBuffer 可减少一次系统空间到用户空间的拷贝。但 Buffer 创建和销 毁的成本更高,不可控,通常会用内存池来提高性能。直接缓冲区主要分配给 那些易受基础系统的本机 I/O 操作影响的大型、持久的缓冲区。如果数据量比 较小的中小应用情况下,可以考虑使用 heapBuffer,由 JVM 进行管理。

Channel

表示 IO 源与目标打开的连接,是双向的,但不能直接访问数据, 只能与 Buffer 进行交互。通过源码可知,FileChannel 的 read 方法和 write 方法都导致数据复制了两次。

Selector 可使一个单独的线程管理多个 Channel,open 方法可创建 Selector,register 方法向多路复用器器注册通道,可以监听的事件类型: 读、写、连接、accept。注册事件后会产生一个 SelectionKey:它表示
SelectableChannel 和 Selector 之间的注册关系。 wakeup 方法:使尚未返回的第一个选择操作立即返回。

原因是:注册了新的 channel 或者事件;channel 关闭,取消注册;优先级更 高的事件触发(如定时器事件),希望及时处理。

Selector 在 Linux 的实现类是 EPollSelectorImpl,委托给 EPollArrayWrapper 实现,其中三个 native 方法是对 epoll 的封装,而 EPollSelectorImpl、implRegister 方法,通过调用 epoll_ctl 向 epoll 实例中 注册事件,还将注册的文件描述符(fd)与 SelectionKey 的对应关系添加到 fdToKey 中,这个 map 维护了文件描述符与 SelectionKey 的映射。

fdToKey 有时会变得非常大,因为注册到 Selector 上的 Channel 非常多(百 万连接);过期或失效的 Channel 没有及时关闭。fdToKey 总是串行读取的, 而读取是在 select 方法中进行的,该方法是非线程安全的。

Pipe:两个线程之间的单向数据连接,数据会被写到 sink 通道,从 source 通 道读取

NIO 的服务端建立过程:Selector.open():
打开一个 Selector;ServerSocketChannel.open():创建服务端的 Channel;
bind():绑定到某个端口上。并配置非阻塞模式; register():注册 Channel 和关注的事件到 Selector 上; select()轮询拿到已经就绪的事件。

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