传统BIO网络编程知识点与Java NIO分别是怎样的

知识点四：自定义通信协议

做为后端开发人员，我们最熟悉不过的就是HTTP协议了。使用Socket编写网络程序，我们可以自定义通信协议，这相当的好玩。自定义协议可以避免别人识别你的通信协议拦截数据包分析，也可对数据包进行加密传输。自定义协议的数据包体积小，可跟据业务需求修改。

知识点五：心跳保活

NIO与BIO的区别：

BIO: 同步阻塞式IO，服务器需要为每一个客户端创建一个线程处理连接。

NIO：同步非阻塞式IO，服务端可以使用一个或多个线程监听客户端的连接请求，并将连接注册到多路复用器Selector上，使用Selector轮询I/O就绪事件，当监听到有就绪事件时，才会为准备就绪的连接开启一个线程去处理。

NIO

Channel:channel是一个通道，可以通过它读取和写入数据。对于网络编程而言，网络数据通过channel接受客户端发来的消息，也可以通过channel向客户端发送消息，channel是全双工的，对应的类分别为SocketChannel、ServerSocketChannel。

ServerSocketChannel: 用于监听TCP连接的通道，类似于ServerSocket。

ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();// 绑定服务端监听端口serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(this.port), 1024);// 监听客户端连接SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();

SocketChannel：用于TCP网络连接的通道。实现与客户端数据传输。可以设置为非阻塞。类似于Socket。

Socket于Channel的区别：socket数据流是单向的，客户端与服务器实现双向通信需要一个Input流和一个Output流，一个用于接收数据，一个用于发送数据。而Channel是全双工的，即可以接受客户端发来的数据，也可以向客户端发送数据。

Selector：选择器，或多路复用器。用于轮询检查一个或多个NIO 通道（Channel）的状态。对于网络编程而言，Socket有四种状态，监听连接、连接准备就绪、读准备就绪、写准备就绪，对应的SelectorKey的取值如下。

SelectorKey：

OP_READ = 1 <<  0;     0000 0001OP_WRITE = 1 << 2;     0000 0100OP_CONNECT = 1 << 3;    0000 1000OP_ACCEPT = 1 << 4;       0001 0000

I/O多路复用：I/O指的是网络I/O，多路指多个TCP连接（BIO: socket, NIO:channel），复用指的是只用一个或多个线程处理事件。总的来说，就是使用一个或多个线程处理多个TCP连接。不再像BIO的一个连接一个线程处理，NIO则可以只用一个线程处理所有连接，也可以使用n个线程处理所有连接。

Channel通过register方法与Selector多路复用器绑定，并指定自己感兴趣的事件，比如

channel.configureBlocking(false);SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);

绑定后生成一个SelectionKey，SelectionKey持有Channel。

通过轮询监听，通过Selector的select（）方法可以选择已经准备就绪的通道，这些通道包含你注册的事件。比如你对读、写就绪的通道感兴趣，那么select（）方法就会返回读事件已经就绪的那些通道和写事件已经就绪的那些通道。select方法是一个阻塞方法，至少有一个通道在你注册的事件准备就绪时，才会返回。返回结果为准备就绪的SelectionKey总数。

当监听到有事件准备就绪时，再通过Selector的selectedKeys()获取准备就绪的SelectionKey集合。通过遍历处理事件。处理完后需要移除，否则下次selectedKeys()还会重复拿到。

for (;;) {    try {        // 获取到之后返回总数，否则线程将处于阻塞状态        int readyCount = this.selector.select();        if (readyCount == 0){            continue;        }        // 获取当前所有准备就绪的SelectionKey        Set<SelectionKey> readyKeys = this.selector.selectedKeys();        for (SelectionKey selectionKey : readyKeys) {            // 需要注册新的感兴趣事件            handleEvent(selectionKey);            // 处理完要移除，否则下次selectedKeys还是能拿到            readyKeys.remove(selectionKey);        }    } catch (IOException e) {        e.printStackTrace();    }}

select方法底层通过调用native方法实现事件监听，在linux上，就是调用系统的epoll方法，网卡设备对应一个中断信号, 当网卡收到网络端的消息的时候会向CPU发起中断请求， 然后CPU处理该请求。通过驱动程序进而操作系统得到通知，系统再通知epoll，epoll通知用户代码。