Netty簡述
Netty是一個高性能的網絡編程框架。
上面提到了幾個關鍵的字眼，高性能，網絡編程，框架。這些概括Netty的本質。
Netty是一個NIO客戶端服務器框架，可以快速輕松地開發協議服務器和客戶端等網絡應用程序。它極大地簡化並簡化了TCP和UDP套接字服務器等網絡編程。
“快速簡便”並不意味着最終的應用程序會受到可維護性或性能問題的影響。Netty經過精心設計，具有豐富的協議，如FTP，SMTP，HTTP以及各種二進制和基於文本的傳統協議。因此，Netty成功地找到了一種在不妥協的情況下實現易於開發，性能，穩定性和靈活性的方法。
先來簡單看一下Netty官網的架構圖：
從圖中可以看出，Netty的架構分為三塊，核心（Core），通信服務（Transport Services）還有各種協議（Protocol Support）。我們想象將來要學習的內容都和這些有關系。通過架構圖對其有個基本印象。
Linux I/O 模型
在Linux中，將I/O模型分為五種類型：
阻塞式 I/O 模型
非阻塞式 I/O 模型
I/O 復用
信號驅動式 I/O
異步 I/O
Linux中的I/O流程概括來說可以分為兩步：
1、等待數據准備好（Waiting for the data to be ready）
2、從內核向進程復制數據（Copying the data from the kernel to the process）
來看下面的圖片：
從上面的流程可以看出，首先是內核空間把數據從硬件（磁盤）中讀到內核空間的緩沖區中，進行這一步操作時，數據處於內核態，通過磁盤驅動器，把數據從磁盤讀到內核緩沖區來。下一步是把數據從內核緩沖區拷貝到用戶空間的緩沖區，數據由內核態變為用戶態。
知識普及：Linux中的程序大致運行在兩個空間，自己的程序運行在用戶空間，用戶空間的權限有限，相對的另外一個空間是內核空間，比如驅動程序或者一些核心的系統調用都是在內核空間完成的。我們的I/O操作當在一個用戶空間做系統調用的時候，數據會自動從用戶態變到內核態來進行操作，完成了以后再從內核空間拷貝到用戶空間。這種狀態的切換是為了保證安全。比如在我們32位的操作系統中，大部分是4G的內存，一般前面一個G主要是內核態使用，后面三個G是用戶態使用。
阻塞式 I/O 模型
阻塞式I/O是我們最常見的一種IO，當我們發起一個IO請求之后，開始進行系統調用，數據變為內核態，這兩個階段是一直處於阻塞的。數據開始從磁盤拷貝到內核空間，處理完后再從內核空間拷貝到應用空間，數據變為用戶態。這整個的過程涉及到的所有程序線程都是在等待狀態。比如我們Java普通的Socket編程，就是這樣一個流程。整個過程中數據沒有完成前，接收方都是出於等待狀態，這就是阻塞式IO模型。明顯可見效率不會高。
非阻塞式 I/O 模型
這種方式的特點是調用的時候不會等待（也就是不會阻塞），系統如果沒有數據，就會立刻告訴你現在沒數據，會立刻返回，然后由調用方自己去問現在有沒有，如果沒有就下次再問有沒有，相當於不斷去輪詢結果，直到某個時刻被告知有結果了，這個時候數據已經從磁盤拷貝到內核空間了，數據也處於內核態，就差最后從內核態拷貝到用戶空間，但是，從內核空間拷貝到用戶空間，讓數據從內核態變為用戶態，這個過程在非阻塞式 I/O 模型中，也是阻塞的！所以效率也不會太高。
I/O 復用模型
復用的意思是，系統一次去查看多個io的進度，看哪一個有了結果，對於有結果的，就開始執行下面從內核空間拷貝到用戶空間的操作，這個模型和上面非阻塞式 I/O 模型的區別是，非阻塞式 I/O 模型一次只看一個結果好了沒有，而IO復用模型一次可以查看多個，一次監控一批系統調用好了沒有，這是復用模型的特點。在一定程度上，能提高一些效率。
信號驅動式 I/O 模型
在Linux系統中，有一種信號機制，也就是說調用方可以注冊一個信號，當系統調用完成之后，可以通知這個信號，那注冊信號的人就會知道這個請求已經完成了，這種信號機制應用在IO當中就是信號驅動式IO。這樣就不是查看結果是否好了，而是被通知的一種方式。不過通知后，從內核態到用戶態這個過程還是阻塞的。純異步的模型就是下面要說的這個。
異步 I/O模型
這種模型是真正的純異步的IO模型，當開始系統調用，數據從磁盤讀到內核空間，並且從內核態已經拷貝到了用戶態之后，整個流程已經完成了，然后在進行回調，通知調用方。主要的區別在於不是在內核空間中完成了就通知，而是由內核空間到了用戶空間后再通知，沒有任何阻塞的過程，是一種更加徹底的異步IO。
各種I/O模型之間的比較
阻塞式IO就是發起調用之后，就一直阻塞，在等着，直到整個IO完成。在這個過程當中，進程是不能干任何事情的。都在等待。
非阻塞式IO就是，進程會主動去問好了沒，好了沒，好了沒。。。直到得到回復好了，然后發起讀請求，把數據從內核空間拷貝到用戶空間。這個過程是阻塞的。
IO復用模型，就是每次都查看多個結果好了沒，如果發現n個當中有一兩個有了結果，就返回，有結果的這些開始拷貝。
信號驅動式IO模型，就是等數據拷貝到內核空間再通知，前面這段時間可以做別的事情，等內核空間准備好了，通知，再把數據從內核空間拷貝到用戶空間。
異步IO模型，就是發起調用后就徹底不管了，等數據好了后從內核空間拷貝到用戶空間了，再進行通知，整個過程沒有阻塞的步驟。
從比較重來看，異步IO從理論上來看是最好的，不存在任何阻塞的時間，系統資源理論上可以得到充分利用。
同步VS異步
lPOSIX標准將同步I/O和異步I/O定義為：
同步I/O操作：導致請求進程阻塞，直到I/O操作完成。
異步I/O操作：不導致請求進程阻塞。
從定義上看，只有最后的異步IO模型是真正的異步，前面四種都達不到真正的異步。但是目前來看，純異步的IO一直都不太成熟，比較混亂，沒有一個標准的解決方案。用的最多的還是IO復用模型，這個是目前為止比較成熟的一個模型。
在Java中，我們用的最多的Socket網絡編程，就是阻塞式IO模型，后來的NIO就是IO復用模型，在Java中不支持信號驅動模型。Java的NIO2.0，也叫AIO，提供了純異步的IO模型，但是現在的異步IO模型還不是很成熟，所以用的最多的就是NIO，也就是IO復用模型。
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