java高并发实战Netty+协程（Fiber）|系列1|事件驱动模式和零拷贝

今天开始写一些高并发实战系列。

本系列主要讲两大主流框架：

Netty和Quasar(java纤程库)

先介绍netty吧，netty是业界比较成熟的高性能异步NIO框架。

简单来说，它就是对NIO2的封装，但提供了更好用，bug更少的API。

为什么netty能提供高性能？核心要点有以下两点：

1.Netty基于NIO2的事件驱动模式

2.零拷贝

先说，事件驱动模式吧，这个好理解，我们慢慢分解：

java原来IO操作都是阻塞的，一个IO请求一个线程，多个IO请求就要多个线程，很消耗资源。

现在NIO不一样了，多个IO请求，一个线程（reactor）,这个线程专门用来监听不同事件（read,write,accept），根据事件类型分发到不同线程去异步处理，处理完后拿到结果返回给客户端。原理如下图：

 

举个例子吧：比如你去KFC买汉堡，

1.如果是阻塞式IO的情景，是这样的：

你：美女，给我来个鸡腿堡，不要辣。

服务员小姜:好的，稍等。

然后服务员小姜，就去后台。先炸鸡腿，再烤面包，再把鸡腿放些沙拉酱，合上两处面包，再用纸打个包。

最后，服务员小姜，一路小跑，到前台，把汉堡放在托盘上。

然后，小姜打开电脑跟你结账：您好，一共19.9，谢谢。

2.如果是非阻塞式NIO的情景，是这样的：

你：美女，给我来个鸡腿堡，不要辣。

服务员小姜:好的，稍等。回头一喊：老姜，给我来个鸡腿堡。

然后服务员老姜，就去后台。先炸鸡腿，再烤面包，再把鸡腿放些沙拉酱，合上两处面包，再用纸打个包。

最后，服务员老姜，一路小跑，到前台，把汉堡交给小姜，小姜把汉堡放在托盘上。

然后，小姜打开电脑跟你结账：您好，一共19.9，送你一包薯条，谢谢。

这两种情景，有什么不一样？

 

有同学说，前面的情景，只有小姜一个人在干活，很着挺累人的。而且，貌似，小姜，同一时间，只能服务一个客户。

也有同学说，后面加上老姜，小姜的工作轻松很多，也可以同进服务多个客户,效率也提高了不少。

也有同学说，后面小姜，还送了一包薯条！-------好眼力，好细心！这都被你发现了！但这个不是问题的重点！年轻人不要分心啊！

这两个场景，完全说明了一个问题：

阻塞式IO效率很低，等待时间长，吞吐量低;非阻塞式NIO效率高，等待时间短（后台可以用N个老姜），吞吐量高。

从上面的例子我们也可以很容易理解事件驱动模式。

什么叫事件驱动？

首先，要有事件：你要点个鸡腿堡，这是个事件。

然后，这个事件被小姜“监听”到了，这时，小姜的身份类似于NIO的selector(监听器)。

小姜，一监听到这个事件，立马转发给老姜（worker线程），老姜在后面忙活，然后没有说话，扔给小姜一个：打包好的鸡腿堡。

小姜再转扔给你。

这就叫事件驱动模式。

 现在我们再到说说什么是BIO，NIO,AIO，以及它们的区别和应用场景。

• Java BIO ： 同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，当然可以通过线程池机制改善。

• Java NIO ： 同步非阻塞，服务器实现模式为一个请求一个线程，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。

• Java AIO(NIO.2) ： 异步非阻塞，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理，

BIO、NIO、AIO适用场景分析:

• BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序直观简单易理解。

• NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持。

• AIO方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持。

另外，I/O属于底层操作，需要操作系统支持，并发也需要操作系统的支持，所以性能方面不同操作系统差异会比较明显。

在高性能的I/O设计中，有两个比较著名的模式Reactor和Proactor模式，其中Reactor模式用于同步I/O，而Proactor运用于异步I/O操作。

 

好了，今天的内容就这些，明天继续讲零拷贝。

对了，点汉堡时，别忘了跟服务员多要包薯条，毕竟这是免费的！：）