网络编程@Socket网络编程

• 传统的同步阻塞式IO编程、伪异步IO实现
  • Socket
    • Socket即套接字，通过TCP3次握手，4次挥手实现，建立连接的过程分为4个步骤
      • 服务器监听
        • 服务端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络的状态
      • 客户端请求服务器
        • 客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器套接字所在的IP和端口号，然后就向服务器套接字发送连接请求
      • 服务器确认
        • 当服务器套接字监听到(接收到)客户端套接字的连接请求时，它就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务端套接字的描述发送给客户端
      • 客户端确认
        • 一旦客户端确认了此描述，连接就建立好了。双方开始进行通信，而服务端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求
    • 传统Socket的缺点
      • 每次建立了连接，都会起一个新的线程对这个连接进行通信处理，那么，当连接的数量增大的时候，会消耗很大的性能，而且连接的建立也是非常有限的
  • 伪异步IO实现
    • 解决了每次建立连接都要建立线程的问题
    • 解决方式：线程池+队列
• 基于NIO的同步非阻塞式编程(Non-Block IO)
  • 阻塞和非阻塞：
    • 阻塞：程序在获取网络数据的时候，如果网络数据还没有完全发送完毕，那么程序会一直等待着，知道传输完成才进行进一步处理
    • 非阻塞：程序直接获取已经准备就绪的网络数据，无需等待
  • 同步和异步：
    同步和异步一般是面向操作系统与应用程序对IO操作的层面上来区别的
    • 同步：同步时，应用程序会直接参与IO读写操作，并且我们的应用程序会直接阻塞到某个方法上，直到数据准备就绪，或者采用轮询的策略实时检查数据的就绪状态，如果就绪则获取数据
    • 异步：异步时，则所有的IO读写操作就给操作系统处理，与我们的应用程序没有直接关系，我们的程序不需要关心IO读写，当操作系统完成了IO读写操作时，会给我们的应用程序发送通知，我们的应用程序直接拿走数据即可
      ** 同步和阻塞 **
    • 同步说的是Server服务端的执行方式
    • 阻塞说的是具体的技术，接收数据的方式、状态(NIO/IO)
  • IO和NIO的区别：
    • 本质：IO是阻塞式的，NIO是非阻塞式的
  • Buffer缓冲区
    • Buffer是一个对象，实际上是一个数组，通常它是一个字节数组(ByteBuffer)，它包含了一些要写入或者读取的数据，并提供了访问和操作数据的API
    • 除了Boolean，每一个基本数据类型都对应了一个缓冲区，但是最常用的还是ByteBuffer
      ByteBuffer/CharBuffer/ShortBuffer/IntBuffer/LongBuffer/FloatBuffer/DoubleBuffer
    • 在NIO类库中加入Buffer对象，体现了新库与原IO的一个重要区别
      • 在面向流的IO中，可以将数据直接写入或读取到stream对象中
      • 在NIO库中，所有数据都是用缓冲区读写的
  • Channel管道/通道
  • Selector选择器/多路复用器
  • NIO本质
    • 避免原始的TCP建立连接使用3次握手的操作，减少连接的开销
• 基于NIO2.0的异步非阻塞式(AIO)编程
  • AIO不需要通过多路复用器对通道进行轮询操作即可实现读写，因此是异步的，简化了NIO编程模型