? ? ? ?Netty是一個(gè)高效穩(wěn)定的NIO應(yīng)用通信框架，筆者在本專題將帶領(lǐng)大家分析Netty底層源碼蔫浆，徹底理解底層通信原理姐叁。

注意外潜，本專題只適宜了解java多線程和java io知識(shí)的小伙伴閱讀。

IO

? ? ? ?在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中I/O就是輸入（Input）和輸出(Output)的意思嘱吗，針對(duì)不同的操作對(duì)象谒麦，可以劃分為磁盤I/O模型哆致，網(wǎng)絡(luò)I/O模型摊阀，內(nèi)存映射I/O, Direct I/O、數(shù)據(jù)庫I/O等城丧，只要具有輸入輸出類型的交互系統(tǒng)都可以認(rèn)為是I/O系統(tǒng)亡哄，也可以說I/O是整個(gè)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換與人機(jī)交互的通道布疙，這個(gè)概念與選用的開發(fā)語言沒有關(guān)系灵临，是一個(gè)通用的概念。
? ? ? ?在如今的系統(tǒng)中I/O卻擁有很重要的位置宦焦，現(xiàn)在系統(tǒng)都有可能處理大量文件波闹，大量數(shù)據(jù)庫操作，而這些操作都依賴于系統(tǒng)的I/O性能孵淘，也就造成了現(xiàn)在系統(tǒng)的瓶頸往往都是由于I/O性能造成的瘫证。因此庄撮，為了解決磁盤I/O性能慢的問題洞斯，系統(tǒng)架構(gòu)中添加了緩存來提高響應(yīng)速度；或者有些高端服務(wù)器從硬件級(jí)入手扭仁，使用了固態(tài)硬盤（SSD）來替換傳統(tǒng)機(jī)械硬盤；在大數(shù)據(jù)方面刀闷，Spark越來越多的承擔(dān)了實(shí)時(shí)性計(jì)算任務(wù)仰迁，而傳統(tǒng)的Hadoop體系則大多應(yīng)用在了離線計(jì)算與大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的場景徐许，這也是由于磁盤I/O性能遠(yuǎn)不如內(nèi)存I/O性能而造成的格局（Spark更多的使用了內(nèi)存雌隅，而MapReduece更多的使用了磁盤）。因此修械，一個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化空間肯污，往往都在低效率的I/O環(huán)節(jié)上，很少看到一個(gè)系統(tǒng)CPU哄芜、內(nèi)存的性能是其整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸忠烛。也正因?yàn)槿绱巳ǘ海琂ava在I/O上也一直在做持續(xù)的優(yōu)化斟薇，從JDK 1.4開始便引入了NIO模型堪滨，大大的提高了以往BIO模型下的操作效率。

BIO遏乔、NIO盟萨、AIO

BIO （Blocking I/O）：同步阻塞I/O模式了讨，數(shù)據(jù)的讀取寫入必須阻塞在一個(gè)線程內(nèi)等待其完成前计。這里使用那個(gè)經(jīng)典的燒開水例子男杈，這里假設(shè)一個(gè)燒開水的場景，有一排水壺在燒開水旺垒，BIO的工作模式就是袖牙， 叫一個(gè)線程停留在一個(gè)水壺那舅锄，直到這個(gè)水壺?zé)_，才去處理下一個(gè)水壺坦仍。但是實(shí)際上線程在等待水壺?zé)_的時(shí)間段什么都沒有做繁扎。

NIO （New I/O）：同時(shí)支持阻塞與非阻塞模式糊闽，但這里我們以其同步非阻塞I/O模式來說明右犹，那么什么叫做同步非阻塞念链？如果還拿燒開水來說，NIO的做法是叫一個(gè)線程不斷的輪詢每個(gè)水壺的狀態(tài)谦纱，看看是否有水壺的狀態(tài)發(fā)生了改變跨嘉，從而進(jìn)行下一步的操作偿荷。

AIO （ Asynchronous I/O）：異步非阻塞I/O模型唠椭。異步非阻塞與同步非阻塞的區(qū)別在哪里贪嫂？異步非阻塞無需一個(gè)線程去輪詢所有IO操作的狀態(tài)改變力崇，在相應(yīng)的狀態(tài)改變后赢织，系統(tǒng)會(huì)通知對(duì)應(yīng)的線程來處理于置。對(duì)應(yīng)到燒開水中就是，為每個(gè)水壺上面裝了一個(gè)開關(guān)瞄桨，水燒開之后讶踪，水壺會(huì)自動(dòng)通知我水燒開了乳讥。

進(jìn)程中的IO調(diào)用

進(jìn)程中的IO調(diào)用步驟大致可以分為以下四步：
? ?1. 進(jìn)程向操作系統(tǒng)請(qǐng)求數(shù)據(jù) ;
? ?2. 操作系統(tǒng)把外部數(shù)據(jù)加載到內(nèi)核的緩沖區(qū)中;
? ?3. 操作系統(tǒng)把內(nèi)核的緩沖區(qū)拷貝到進(jìn)程的緩沖區(qū) ;
? ?4. 進(jìn)程獲得數(shù)據(jù)完成自己的功能 ;
? ? ? ?當(dāng)操作系統(tǒng)在把外部數(shù)據(jù)放到進(jìn)程緩沖區(qū)的這段時(shí)間（即上述的第二云石，三步）留晚，如果應(yīng)用進(jìn)程是掛起等待的，那么就是同步IO奖地，反之参歹，就是異步IO犬庇，也就是AIO 臭挽。

異步咬腕、異步涨共、阻塞举反、非阻塞

1. 同步阻塞I/O(BIO)：
   ? ?? ?同步阻塞I/O火鼻，服務(wù)器實(shí)現(xiàn)模式為一個(gè)連接一個(gè)線程瘦陈，即客戶端有連接請(qǐng)求時(shí)服務(wù)器就需要啟動(dòng)一個(gè)線程進(jìn)行處理晨逝，如果這個(gè)連接不做任何事情會(huì)造成不必要的線程開銷捉貌，可以通過線程池機(jī)制來改善趁窃。BIO方式適用于連接數(shù)目比較小且固定的架構(gòu)醒陆，這種方式對(duì)服務(wù)端資源要求比較高裆针，并發(fā)局限于應(yīng)用中世吨，在jdk1.4以前是唯一的io現(xiàn)在耘婚，但程序直觀簡單易理解
2. 同步非阻塞I/O(NIO)：
   ? ?? ?同步非阻塞I/O沐祷，服務(wù)器實(shí)現(xiàn)模式為一個(gè)請(qǐng)求一個(gè)線程，即客戶端發(fā)送的連接請(qǐng)求都會(huì)注冊(cè)到多路復(fù)用器上胞锰，多路復(fù)用器輪詢到連接有IO請(qǐng)求時(shí)才啟動(dòng)一個(gè)線程進(jìn)行處理胜蛉。NIO方式適用于連接數(shù)目多且連接比較短（輕操作）的架構(gòu)，比如聊天服務(wù)器暖璧，并發(fā)局限于應(yīng)用中澎办，編程比較復(fù)雜局蚀，jdk1,4開始支持
3. 異步非阻塞I/O(AIO)：
   ? ?? ?異步非阻塞I/O，服務(wù)器實(shí)現(xiàn)模式為一個(gè)有效請(qǐng)求一個(gè)線程扶欣，客戶端的IO請(qǐng)求都是由操作系統(tǒng)先完成了再通知服務(wù)器用其啟動(dòng)線程進(jìn)行處理料祠。AIO方式適用于連接數(shù)目多且連接比較長（重操作）的架構(gòu)髓绽，比如相冊(cè)服務(wù)器顺呕，充分調(diào)用OS參與并發(fā)操作塘匣，編程比較復(fù)雜巷帝，jdk1.7開始支持楞泼。
4. IO與NIO區(qū)別：

• IO面向流堕阔，NIO面向緩沖區(qū)
• IO的各種流是阻塞的超陆，NIO是非阻塞模式
  ? ?? ?Java NIO的選擇允許一個(gè)單獨(dú)的線程來監(jiān)視多個(gè)輸入通道时呀，可以注冊(cè)多個(gè)通道使用一個(gè)選擇器谨娜，然后使用一個(gè)單獨(dú)的線程來“選擇”通道：這些通道里已經(jīng)有可以處理的輸入或選擇已準(zhǔn)備寫入的通道趴梢。這種選擇機(jī)制币他，使得一個(gè)單獨(dú)的線程很容易來管理多個(gè)通道

5. 同步與異步的區(qū)別：
   ? ?? ?同步：發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求蝴悉，等待返回辫封，再發(fā)送下一個(gè)請(qǐng)求倦微，同步可以避免出現(xiàn)死鎖欣福，臟讀的發(fā)生
   ? ?? ?異步：發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求拓劝，不等待返回郑临，隨時(shí)可以再發(fā)送下一個(gè)請(qǐng)求厢洞，可以提高效率躺翻，保證并發(fā)

• 同步異步關(guān)注點(diǎn)在于消息通信機(jī)制公你，阻塞與非阻塞關(guān)注的是程序在等待調(diào)用結(jié)果時(shí)（消息陕靠、返回值）的狀態(tài)剪芥。阻塞調(diào)用是指調(diào)用結(jié)果返回之前粗俱，當(dāng)前線程會(huì)被掛起局嘁。調(diào)用線程只有在得到結(jié)果之后才會(huì)返回厚满。非阻塞調(diào)用指在不能立刻得到結(jié)果之前邦鲫，該調(diào)用不會(huì)阻塞當(dāng)前線程
• 不同層次：
  CPU層次：操作系統(tǒng)進(jìn)行IO或任務(wù)調(diào)度層次庆捺，現(xiàn)代操作系統(tǒng)通常使用異步非阻塞方式進(jìn)行IO（有少部分IO可能會(huì)使用同步非阻塞）滔以，即發(fā)出IO請(qǐng)求后你画，并不等待IO操作完成坏匪，而是繼續(xù)執(zhí)行接下來的指令（非阻塞）适滓，IO操作和CPU指令互不干擾（異步）凭迹，最后通過中斷的方式通知IO操作的完成結(jié)果蕊苗。
  線程層次：操作系統(tǒng)調(diào)度單元的層次朽砰，操作系統(tǒng)為了減輕程序員的思考負(fù)擔(dān)瞧柔，將底層的異步非阻塞的IO方式進(jìn)行封裝造锅，把相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用（如read和write）以同步的方式展現(xiàn)出來哥蔚，然而同步阻塞IO會(huì)使線程掛起，同步非阻塞IO會(huì)消耗CPU資源在輪詢上，3個(gè)解決方法诺苹；
  ? ?? ?1. 多線程（同步阻塞）
  ? ?? ?2. IO多路復(fù)用（select收奔、poll、epoll）
  ? ?? ?3. 直接暴露出異步的IO接口滓玖，kernel-aio和IOCP(異步非阻塞)

傳統(tǒng)BIO創(chuàng)建服務(wù)

? ? ? ?JNIO是jdk1.4以后才有的坪哄，之前JAVA IO一直是BIO，C呢撞、C++程序員為什么看不起java程序員损姜？我想BIO的低性能就是其中一個(gè)重要的原因吧！
? ? ? ?Java BIO其實(shí)就是同步阻塞殊霞，高并發(fā)處理效率低摧阅，我們利用JAVA BIO開始一個(gè)服務(wù)端程序绷蹲。

public class BioServer {
  public static void main(String[] args) throws IOException {
      //端口
      int port=8080;
      ServerSocket serverSocket=null;
      try {
          //綁定端口
          serverSocket=new ServerSocket(port);
          while (true){
              //主線程main會(huì)阻塞在這里棒卷，等待客戶端鏈接
              Socket socket = serverSocket.accept();
              processClient(socket);
          }
      } catch (IOException | InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
      }finally {
          if(serverSocket!=null){
              serverSocket.close();
          }
      }
  }
  public static  void processClient(Socket socket) throws InterruptedException {
      //模擬處理socket
      Thread.sleep(1000);
  }
}

? ? ? ?這段代始終在main線程中執(zhí)行，就好比公司創(chuàng)建初期只有老板一個(gè)人祝钢，確實(shí)能完成客戶端的鏈接及請(qǐng)求處理比规，運(yùn)行程序代碼會(huì)阻塞在serverSocket=new ServerSocket(port);，一直等到客戶端鏈接成功后拦英，才執(zhí)行處理函數(shù)processClient(socket);蜒什，處理結(jié)束后，繼續(xù)循環(huán)疤估，此時(shí)程序繼續(xù)阻塞在Socket socket = serverSocket.accept();等待新的客戶端鏈接灾常。processClient花了10秒鐘才處理完畢，在此期間铃拇，如果其他客戶端請(qǐng)鏈接服務(wù)器是不成功的钞瀑，它必須等上一個(gè)客戶端請(qǐng)求處理完成了才能繼續(xù)。假如有1000個(gè)客戶請(qǐng)求呢慷荔？10000個(gè)呢雕什？想想你在瀏覽器頁面等待一天才下單成功...于是，這家電商公司倒閉了！
? ? ? ?客戶端發(fā)鏈接請(qǐng)求贷岸，希望你服務(wù)器立馬處理我的請(qǐng)求壹士，而不是等你處理完畢了別人的事情再來搭理我！時(shí)間很寶貴好嗎凰盔？服務(wù)器很委婉墓卦，表示人手不夠倦春，沒辦法處理別人事情的同時(shí)再處理你的事情户敬，畢竟一心不可二用。
? ? ? ?那就增加人手睁本！于是線程臨危受命(公司開始招人)尿庐，服務(wù)器派主線程接收請(qǐng)求(相當(dāng)于公司前臺(tái))，然后將請(qǐng)求交給另一線程(相當(dāng)于業(yè)務(wù)人員)處理呢堰，服務(wù)器繼續(xù)等待連接抄瑟，這樣的話新的客戶端能立馬鏈接上服務(wù)器，而不用等待服務(wù)器處理完別人的事情再來接待我了枉疼，代碼如下：

public class BioServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //端口
        int port=8080;
        ServerSocket serverSocket=null;
        try {
            //綁定端口
            serverSocket=new ServerSocket(port);
            while (true){
                //主線程main會(huì)阻塞在這里皮假，等待客戶端鏈接
                Socket socket = serverSocket.accept();
              //請(qǐng)求處理交給別人，主線程繼續(xù)接待客戶端的請(qǐng)求
                new Thread(()->{
                        processClient(socket);
                }).start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if(serverSocket!=null){
                serverSocket.close();
            }
        }
    }
      public static  void processClient(Socket socket)  {
        //模擬處理socket
        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

? ? ? ?客戶端鏈接成功后骂维，交給一個(gè)線程處理請(qǐng)求惹资，主線程繼續(xù)循環(huán)等待客戶端的鏈接？如果航闺，有10000個(gè)人來鏈接褪测，那服務(wù)器就要開10000個(gè)線程，如果10萬呢潦刃？你開10萬個(gè)線程侮措？哇，你服務(wù)器性能好高耶乖杠！線程的創(chuàng)建與銷毀很耗資源的好嗎分扎？就好比你的公司，你招10000萬個(gè)業(yè)務(wù)人員處理客戶需求胧洒？正常的做法是畏吓，招10個(gè)業(yè)務(wù)人員，輪詢處理客戶請(qǐng)求略荡，每一個(gè)業(yè)務(wù)人員處理完客戶請(qǐng)求后等待服務(wù)器分給他下一單任務(wù)庵佣，于是，線程池登場了：

public class BioServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //端口
        int port=8080;
        ServerSocket serverSocket=null;
        try {
            //綁定端口
            serverSocket=new ServerSocket(port);
            //創(chuàng)建一個(gè)線程池汛兜，相當(dāng)于一個(gè)固定規(guī)模的業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)
            TimeServerHandlerExecutorPool pool = new TimeServerHandlerExecutorPool(50, 1000);
            while (true){
                //主線程main會(huì)阻塞在這里巴粪，等待客戶端鏈接
                Socket socket = serverSocket.accept();
                pool.execute(()->{processClient(socket);});
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if(serverSocket!=null){
                serverSocket.close();
            }
        }
    }

    public static  void processClient(Socket socket)  {
        //模擬處理socket
        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class TimeServerHandlerExecutorPool implements Executor{
     private ExecutorService executorService;
    public TimeServerHandlerExecutorPool(int maxPoolSize,int queueSize) {
        /**
         * @param corePoolSize 核心線程數(shù)量
         * @param maximumPoolSize 線程創(chuàng)建最大數(shù)量
         * @param keepAliveTime 當(dāng)創(chuàng)建到了線程池最大數(shù)量時(shí)  多長時(shí)間線程沒有處理任務(wù)，則線程銷毀
         * @param unit keepAliveTime時(shí)間單位
         * @param workQueue 此線程池使用什么隊(duì)列
         */
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
        this.executorService = new ThreadPoolExecutor(Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
                maxPoolSize,120L, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<Runnable>(queueSize));
    }
    @Override
    public void execute(Runnable command) {
        executorService.execute(command);
    }
}

? ? ? ?OK，現(xiàn)在這個(gè)公司有模有樣了肛根，一個(gè)前臺(tái)辫塌，N個(gè)業(yè)務(wù)人員，只要有訂單派哲，這N個(gè)業(yè)務(wù)人員可以不睡覺臼氨！
? ? ? ?公司規(guī)模日益增長，用戶量越來越大芭届，N個(gè)業(yè)務(wù)人員已經(jīng)加班加點(diǎn)累吐血了储矩，公司到了一個(gè)瓶頸期，急需改變現(xiàn)狀褂乍。
? ? ? ?大家有沒有發(fā)現(xiàn)持隧，當(dāng)一件事參與的人多了以后，溝通往往會(huì)成為事情發(fā)展的最大障礙逃片，前臺(tái)人員需要不斷的與業(yè)務(wù)人員溝通屡拨，業(yè)務(wù)人員來回不斷的找前臺(tái)溝通，前臺(tái)在多個(gè)業(yè)務(wù)人員之間不斷的進(jìn)行腦力切換褥实。如果前臺(tái)正在跟業(yè)務(wù)人員A溝通呀狼，這時(shí)業(yè)務(wù)人員B插進(jìn)來了，前臺(tái)轉(zhuǎn)而去跟B溝通损离，溝通完后需要回憶剛才跟A溝通到哪里了哥艇，前臺(tái)想，太累了草冈，有跟業(yè)務(wù)人員解釋的時(shí)間還不如我自己干她奥。其實(shí)，這就是多線程的上下文切換怎棱，CPU通過時(shí)間片分配算法來循環(huán)執(zhí)行任務(wù)哩俭，當(dāng)前任務(wù)執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片后會(huì)切換到下一個(gè)任務(wù)。但是拳恋，在切換前會(huì)保存上一個(gè)任務(wù)的狀態(tài)凡资，以便下次切換回這個(gè)任務(wù)時(shí)，可以再次加載這個(gè)任務(wù)的狀態(tài)谬运，從任務(wù)保存到再加載的過程就是一次上下文切換隙赁。線程切換時(shí)需要知道在這之前當(dāng)前線程已經(jīng)執(zhí)行到哪條指令了，所以需要記錄程序計(jì)數(shù)器的值梆暖，另外比如說線程正在進(jìn)行某個(gè)計(jì)算的時(shí)候被掛起了伞访，那么下次繼續(xù)執(zhí)行的時(shí)候需要知道之前掛起時(shí)變量的值時(shí)多少，因此需要記錄CPU寄存器的狀態(tài)轰驳。所以一般來說厚掷，線程上下文切換過程中會(huì)記錄程序計(jì)數(shù)器弟灼、CPU寄存器狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

image.png

公司不得不進(jìn)行改革冒黑，對(duì)前臺(tái)人員進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)田绑。前臺(tái)記錄多個(gè)用戶需求，搜集到一定程度后抡爹，暫停收集掩驱，對(duì)這些需求進(jìn)行篩選，大部分短期自己能做的任務(wù)自己做了冬竟，難度大且耗時(shí)的任務(wù)交給業(yè)務(wù)人員處理欧穴。隨著規(guī)模的增大，可以分成多個(gè)組诱咏，每組一個(gè)前臺(tái)和多個(gè)業(yè)務(wù)人員苔可。這就是NIO單線程Reactor模型和多線程Reactor模型缴挖，上面的比喻可能不恰當(dāng)袋狞，后面會(huì)通過代碼的形式詳細(xì)講解NIO。

利用傳統(tǒng)BIO手寫一個(gè)Redis客戶端

? ? ? ?Redis作為高性能的緩存數(shù)據(jù)庫映屋，想必大家都用過苟鸯，應(yīng)用程序通過Jedis客戶端來鏈接redies，我們就利用java BIO來模擬一個(gè)Jedis客戶端來向redis發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)棚点。
? ? ? ?通信需要雙方定好通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式早处，這里通信協(xié)議就是TCP，我們主要關(guān)系數(shù)據(jù)格式瘫析，方法就是查看Jedis發(fā)送數(shù)據(jù)的格式砌梆。

• 首先，準(zhǔn)備服務(wù)程序贬循，用于接收并查看Jedis發(fā)送來的數(shù)據(jù)：

public class BioServer {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = null;
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(9999);
            while (true) {
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println("客戶端" + socket.getRemoteSocketAddress().toString() + "來連接了");
                InputStream inputStream = null;
                OutputStream outputStream = null;
                try {
                    inputStream = socket.getInputStream();
                    outputStream = socket.getOutputStream();
                    int count = 0;
                    byte[] bytes = new byte[1024];
                    while ((count = inputStream.read(bytes)) != -1) {
                        String line = new String(bytes, 0, count, "utf-8");
                       //打印jedis發(fā)送過來的數(shù)據(jù)
                        System.out.println(line);
                        outputStream.write("ok".getBytes());
                        outputStream.flush();
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    socket.close();
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            serverSocket.close();
        }
    }
}

• 準(zhǔn)備Jedis鏈接程序：

    <dependency>
            <groupId>redis.clients</groupId>
            <artifactId>jedis</artifactId>
            <version>2.8.0</version>
        </dependency>

//模擬jedis
public class RedisClient {

    public static void main(String[] args) {
        Jedis redisClient=new Jedis("localhost",9999);
        System.out.println(redisClient.set("yuanma", "123456"));
        redisClient.close();
    }
}

服務(wù)程序打印結(jié)果:

客戶端/127.0.0.1:65257來連接了
*3
$3
SET
$6
yuanma
$6
123456

? ? ? ?上面的服務(wù)程序不是真正的Redis服務(wù)器咸包，我們只是為了查看Jedis發(fā)送的數(shù)據(jù)格式。Jedis的請(qǐng)求是set yuanma 123456杖虾，意思是設(shè)置鍵yuanma的值為123456烂瘫，Jedis將這個(gè)請(qǐng)求封裝成了上面的數(shù)據(jù)格式。我們根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)格式奇适，利用BIO模擬Jedis向真正的Redis服務(wù)器發(fā)請(qǐng)求坟比，然后再根據(jù)鍵從redis服務(wù)器獲取值，看是否能成功嚷往。
? ? ? ?先分析下上面的數(shù)據(jù)格式葛账，*3的意思是發(fā)送的參數(shù)有3個(gè)，即set皮仁、yuanma和123456籍琳，$3表示第一個(gè)參數(shù)長度是3茄茁，SET表示的就是第一個(gè)參數(shù)；以此類推巩割，$6表示第二個(gè)參數(shù)長度是6裙顽，yuanma表示第二個(gè)參數(shù)；$6表示第三個(gè)參數(shù)長度是6宣谈，123456表示第三個(gè)參數(shù)愈犹。
? ? ? ?舉一反三，如果我想Redis發(fā)送'set name netty這條命令闻丑，數(shù)據(jù)格式應(yīng)該是這樣的：

*3
$3
SET
$4
name
$5
netty

? ? ? ?如果漩怎，向Redis服務(wù)器發(fā)送 get name（即獲取name的值），數(shù)據(jù)格式應(yīng)該是這樣的：

*2
$3
GET
$4
name

? ? ? ?OK嗦嗡，數(shù)據(jù)格式我們研究清楚了勋锤，下面就是模擬Jedis向服務(wù)其發(fā)送請(qǐng)求并接收返回的數(shù)據(jù)。

模擬Jedis客戶端來鏈接Redis服務(wù)器

第一步侥祭，定義向Redis發(fā)送請(qǐng)求的客戶端API：

import redis.clients.jedis.Jedis;
//模擬jedis
public class RedisClient {
    //發(fā)送set key value命令
    public String set(String key, String value){
          reutrn null;
    }
    //發(fā)送get key命令
    public String get(String key){
        return null;
    }
    //發(fā)送incr key命令
    public String incr(String key){
        return  null;
    }
}

第二步叁执，定義Socket通信層:

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

//socket通信
public class LubanSocket {

    private Socket socket;
    private InputStream inputStream;
    private OutputStream outputStream;

//構(gòu)造函數(shù)，鏈接Redis服務(wù)器矮冬，拿到輸入流和輸出流
    public LubanSocket(String ip,int prot) {
        try {
            if(!isCon()){
                socket=new Socket(ip,prot);
                inputStream=socket.getInputStream();
                outputStream=socket.getOutputStream();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

//發(fā)送請(qǐng)求
    public void send(String str){
        try {
            outputStream.write(str.getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
//讀取Redis返回的數(shù)據(jù)
    public String read(){
        byte[] b=new byte[1024];
        int count=0;
        try {
            count= inputStream.read(b);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return new String(b,0,count);
    }

//判斷鏈接是否斷開
    public boolean isCon(){
        return socket!=null && !socket.isClosed() && socket.isConnected();
    }
//關(guān)閉連接
    public void close(){
        if(outputStream!=null){
            try {
                outputStream.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if(inputStream!=null){
            try {
                inputStream.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if(socket!=null){
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

第三步谈宛，定義數(shù)據(jù)協(xié)議層

public class Resp {
    /**
     * redis網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，比如set("name","congzhizhi")
     * *3
     * $3
     * set
     * $4
     * name
     * $10
     * congzhizhi
     * 其中胎署，*3表示發(fā)了3個(gè)參數(shù)吆录，$3表示下面的參數(shù)3個(gè)字符，以此類推
     *
     *
     */
    public static final String star="*";
    public static final String crlf="\r\n";
    public static final String lengthStart="$";
//枚舉類琼牧，定義指令恢筝，這里有SET指令、GET指令巨坊、INCR指令
    public static enum command{
        SET,GET,INCR
    }
}

下一步就是完善第一步的客戶端撬槽，組裝發(fā)送命令。代碼也很簡單抱究，直接看：

//模擬jedis
public class RedisClient {

    private LubanSocket lubanSocket;
//構(gòu)造函數(shù)恢氯，鏈接Redis服務(wù)器
    public RedisClient(String ip,int prot) {
        this.lubanSocket=new LubanSocket(ip,prot);
    }
//發(fā)送set命令
    public String set(String key, String value){
        lubanSocket.send(commandStrUtil(Resp.command.SET,key.getBytes(),value.getBytes()));
        return lubanSocket.read();
    }
//關(guān)閉鏈接
    public void close(){
        lubanSocket.close();
    }
//發(fā)送get命令
    public String get(String key){
        lubanSocket.send(commandStrUtil(Resp.command.GET,key.getBytes()));
        return lubanSocket.read();
    }
//發(fā)送incr命令
    public String incr(String key){
        lubanSocket.send(commandStrUtil(Resp.command.INCR,key.getBytes()));
        return lubanSocket.read();
    }

//組裝命令
    public String commandStrUtil(Resp.command command, byte[]... bytes){
    StringBuilder stringBuilder=new StringBuilder();
        //拼接*3，set key value鼓寺，總共3個(gè)勋拟，bytes代表鍵和值參數(shù)，注意拼接完要加回車換行
        stringBuilder.append(Resp.star).append(1+bytes.length).append(Resp.crlf);
        //拼接SET的長度妈候，$3
        stringBuilder.append(Resp.lengthStart).append(command.toString().getBytes().length).append(Resp.crlf);
        //拼接SET字符串
        stringBuilder.append(command.toString()).append(Resp.crlf);
        //拼接鍵和值
        for (byte[] aByte : bytes) {
            stringBuilder.append(Resp.lengthStart).append(aByte.length).append(Resp.crlf);
            stringBuilder.append(new String(aByte)).append(Resp.crlf);
        }
        return stringBuilder.toString();
    }
}

上面的代碼很簡單敢靡，不細(xì)講了，下面我們來做個(gè)測試：

• 首先苦银，我們先啟動(dòng)redis啸胧，小編為演示赶站，在這里啟動(dòng)一個(gè)windows版本的redis，到安裝目錄下通過命令redis-server.exe "redis.windows.conf"即可啟動(dòng)纺念，端口號(hào)默認(rèn)為6379：
  
• 編寫測試

 public static void main(String[] args) {
        RedisClient redisClient=new RedisClient("localhost",6379);
        System.out.println(redisClient.set("yuanma", "123456"));
        System.out.println(redisClient.get("yuanma"));
        redisClient.close();
    }

打印結(jié)果：

這說明贝椿，我們成功向Redis發(fā)送的set和get命令，并成功接收了Redis返回的數(shù)據(jù)陷谱。
為進(jìn)一步證明烙博，我們有可視化客戶端連接Redis，然后查看我們剛才set的數(shù)據(jù)

完美烟逊！其實(shí)渣窜，不光SET 和GET命令，Redis中大部分常用的命令都可以使用咱們這個(gè)手寫的客戶端都可以宪躯。Mysql驅(qū)動(dòng)連接數(shù)據(jù)庫也是這個(gè)原理啦乔宿，就是TCP通信，只不過數(shù)據(jù)協(xié)議和IO模型(以后詳講)不同而已访雪。這就是傳統(tǒng)的JAVA AIO編程详瑞，他是同步阻塞的，無法滿足高并發(fā)鏈接冬阳，下一節(jié)我們就開始講高并發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)NIO蛤虐。