第一部分-RPC框架
1.Socket回顾与I/0模型
1.1 Socket网络编程回顾
Socket，套接字就是两台主机之间逻辑连接的端点。TCP/IP协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输，而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。Socket是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议、本地主机的IP地址、本地进程的协议端口、远程主机的IP地址、远程进程的协议端口。
1.2 I/O模型
1.2.1 I/O模型说明
I/O 模型简单的理解：就是用什么样的通道进行数据的发送和接收，很大程度上决定了程序通信的性能 Java 共支持 3 种网络编程模型/IO 模式：BIO(同步并阻塞)、NIO(同步非阻塞)、AIO(异步非阻塞) 阻塞与非阻塞 主要指的是访问IO的线程是否会阻塞（或处于等待） 线程访问资源，该资源是否准备就绪的一种处理方式
同步和异步
主要是指的数据的请求方式 同步和异步是指访问数据的一种机制
1.2.2 BIO(同步并阻塞)
BIO(blocking I/O) ： 同步阻塞，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，可以通过线程池机制改善(实现多个客户连接服务器)。
BIO问题分析
每个请求都需要创建独立的线程，与对应的客户端进行数据 Read，业务处理，数据 Write 并发数较大时，需要创建大量线程来处理连接，系统资源占用较大 连接建立后，如果当前线程暂时没有数据可读，则线程就阻塞在 Read 操作上，造成线程资源浪费
1.2.3 NIO(同步非阻塞)
NIO(New I/O)：同步非阻塞，服务器实现模式为一个线程处理多个请求(连接)，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 请求就进行处理
1.2.4 AIO(异步非阻塞)
AIO(Asynchronous I/O)： 引入异步通道的概念，采用了 Proactor 模式，简化了程序编写，有效的请求才启动线程，它的特点是先由操作系统完成后才通知服务端程序启动线程去处理，一般适用于连接数较多且连接时间较长的应用
1.2.5 BIO、NIO、AIO 适用场景分析
BIO(同步并阻塞) 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，但程序简单易理解 NIO(同步非阻塞) 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，弹幕系统，服务器间通讯等。编程比较复杂，JDK1.4 开始支持 AIO(异步非阻塞) 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。
2.NIO编程
2.1 NIO介绍
NIO 有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(缓冲区), Selector(选择器) NIO是 面向缓冲区编程的。数据读取到一个缓冲区中，需要时可在缓冲区中前后移动，这就增加了处理过程中的灵活性，使用它可以提供非阻塞式的高伸缩性网络 Java NIO 的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求或者读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取，而不是保持线程阻塞，所以直至数据变的可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。 非阻塞写也是如此，一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入， 这个线程同时可以去做别的事情。通俗理解：NIO 是可以做到用一个线程来处理多个操作的。假设有 10000 个请求过来,根据实际情况，可以分配50 或者 100 个线程来处理。不像之前的阻塞 IO 那样，非得分配 10000 个
2.2 NIO和 BIO的比较
BIO 以流的方式处理数据,而 NIO 以缓冲区的方式处理数据,缓冲区 I/O 的效率比流 I/O 高很多 BIO 是阻塞的，NIO则是非阻塞的 BIO 基于字节流和字符流进行操作，而 NIO 基于 Channel(通道)和 Buffer(缓冲区)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector(选择器)用于监听多个通道的事件（比如：连接请求， 数据到达等），因此使用单个线程就可以监听多个客户端通道
2.3 NIO 三大核心原理示意图
每个 channel 都会对应一个 Buffer Selector 对应一个线程， 一个线程对应多个 channel(连接) 每个 channel 都注册到 Selector选择器上 Selector不断轮询查看Channel上的事件, 事件是通道Channel非常重要的概念 Selector 会根据不同的事件，完成不同的处理操作 Buffer 就是一个内存块 ， 底层是有一个数组 数据的读取写入是通过 Buffer, 这个和 BIO , BIO 中要么是输入流，或者是输出流, 不能双向，但是NIO 的 Buffer 是可以读也可以写 , channel 是双向的。
2.4 缓冲区(Buffer)
2.4.1 基本介绍
缓冲区（Buffer）：缓冲区本质上是一个可以读写数据的内存块，可以理解成是一个数组，该对象提供了一组方法，可以更轻松地使用内存块，，缓冲区对象内置了一些机制，能够跟踪和记录缓冲区的状态变化情况。Channel 提供从网络读取数据的渠道，但是读取或写入的数据都必须经由 Buffer。
2.4.2 Buffer常用API介绍
Buffer 类及其子类
在 NIO 中，Buffer是一个顶层父类，它是一个抽象类, 类的层级关系图,常用的缓冲区分别对应byte,short, int, long,float,double,char 7种.
缓冲区对象创建
缓冲区对象添加数据
2.5 通道(Channel)
2.5.1 基本介绍
通常来说NIO中的所有IO都是从 Channel（通道） 开始的。NIO 的通道类似于流，但有些区别如下：
通道可以读也可以写，流一般来说是单向的（只能读或者写，所以之前我们用流进行IO操作的时候需要分别创建一个输入流和一个输出流） 通道可以异步读写 通道总是基于缓冲区Buffer来读写
2.5.2 Channel常用类介绍
Channel接口 常 用 的Channel实现类类 有 ：FileChannel , DatagramChannel ,ServerSocketChannel和SocketChannel 。FileChannel 用于文件的数据读写， DatagramChannel 用于 UDP 的数据读写， ServerSocketChannel 和SocketChannel 用于 TCP 的数据读写。【ServerSocketChanne类似 ServerSocket , SocketChannel 类似 Socket】 SocketChannel 与ServerSocketChannel 类似 Socke和ServerSocket,可以完成客户端与服务端数据的通信工作.
2.6 Selector (选择器)
2.6.1 基本介绍
可以用一个线程，处理多个的客户端连接，就会使用到NIO的Selector(选择器). Selector 能够检测多个注册的服务端通道上是否有事件发生，如果有事件发生，便获取事件然后针对每个事件进行相应的处理。这样就可以只用一个单线程去管理多个通道，也就是管理多个连接和请求。
在这种没有选择器的情况下,对应每个连接对应一个处理线程. 但是连接并不能马上就会发送信息,所以还会产生资源浪费
只有在通道真正有读写事件发生时，才会进行读写，就大大地减少了系统开销，并且不必为每个连接都创建一个线程，不用去维护多个线程, 避免了多线程之间的上下文切换导致的开销
2.6.2 常用API介绍
Selector 类是一个抽象类 常用方法: Selector.open() : //得到一个选择器对象 selector.select() : //阻塞 监控所有注册的通道,当有对应的事件操作时, 会将SelectionKey放入集合内部并返回事件数量 selector.select(1000): //阻塞 1000 毫秒，监控所有注册的通道,当有对应的事件操作时, 会将SelectionKey放入集合内部并返回 selector.selectedKeys() : // 返回存有SelectionKey的集合 SelectionKey 常用方法 SelectionKey.isAcceptable(): 是否是连接继续事件 SelectionKey.isConnectable(): 是否是连接就绪事件 SelectionKey.isReadable(): 是否是读就绪事件 SelectionKey.isWritable(): 是否是写就绪事件 SelectionKey中定义的4种事件: SelectionKey.OP_ACCEPT —— 接收连接继续事件，表示服务器监听到了客户连接，服务器可以接收这个连接了 SelectionKey.OP_CONNECT —— 连接就绪事件，表示客户端与服务器的连接已经建立成功 SelectionKey.OP_READ —— 读就绪事件，表示通道中已经有了可读的数据，可以执行读操作了（通道目前有数据，可以进行读操作了） SelectionKey.OP_WRITE —— 写就绪事件，表示已经可以向通道写数据了（通道目前可以用于写操作）
