TCP/IP ，socket，netty

TCP/IP是什么？

TCP/IP不是一个协议，而是一个协议族的统称。里面包括了IP协议，IMCP协议，TCP协议，以及我们更加熟悉的HTTP、FTP协议等等。
TCP/IP协议族按照层次由上到下，层层包装。HTTP与FTP，SMTP等为应用层，TCP和UDP协议为传输层，IP协议为网络层。由此可见TCP/IP的重要性。

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TCP特点

TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达

TCP连接

TCP连接俗称三次握手

1.客户端发送一个SYN并且把这段连接的序号设定为随机数A给服务器
2.服务器端为合理的SYN返回一个SYN/ACK包，ACK的确认码为 A+1，同时这个包本身又带有一个随机产生的序号B
3.客户端收到包后再次发送一个ACK，服务器收到这个ACK后，连接就建立了，开始TCP 数据传输。
ps：握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”（过程就不细写了，就是服务器和客户端交互，最终确定断开）。
4.第四次握手---断开链接

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socket(套接字)

socket的由来：TCP/IP被集成到UNIX系统后，同时出现了许多成熟的TCP/IP应用程序接口(API)，这个API称为Socket接口，它是横在应用层和传输层之间的一个编程接口。

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socket服务实现通信方式：

public class SocketServer {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 监听指定的端口
        int port = 55533;
        ServerSocket server = new ServerSocket(port);
        // server将一直等待连接的到来
        System.out.println("server将一直等待连接的到来");
        Socket socket = server.accept();
        // 建立好连接后，从socket中获取输入流，并建立缓冲区进行读取
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len;
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {
          //注意指定编码格式，发送方和接收方一定要统一，建议使用UTF-8
          sb.append(new String(bytes, 0, len,"UTF-8"));
        }
        System.out.println("get message from client: " + sb);
        inputStream.close();
        socket.close();
        server.close();
      }
}

在上面的例子中，服务端仅仅只是接受了一个Socket请求，并处理了它，然后就结束了，但是在实际开发中，一个Socket服务往往需要服务大量的Socket请求，那么就不能再服务完一个Socket的时候就关闭了。

public class SocketServer {
  public static void main(String args[]) throws Exception {
    // 监听指定的端口
    int port = 55533;
    ServerSocket server = new ServerSocket(port);
    // server将一直等待连接的到来
    System.out.println("server将一直等待连接的到来");
    //如果使用多线程，那就需要线程池，防止并发过高时创建过多线程耗尽资源
    ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(100);
    while (true) {
      Socket socket = server.accept();
      Runnable runnable=()->{
        try {
          // 建立好连接后，从socket中获取输入流，并建立缓冲区进行读取
          InputStream inputStream = socket.getInputStream();
          byte[] bytes = new byte[1024];
          int len;
          StringBuilder sb = new StringBuilder();
          while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {
            // 注意指定编码格式，发送方和接收方一定要统一，建议使用UTF-8
            sb.append(new String(bytes, 0, len, "UTF-8"));
          }
          System.out.println("get message from client: " + sb);
          inputStream.close();
          socket.close();
        } catch (Exception e) {
          e.printStackTrace();
        }
      };
      threadPool.submit(runnable);
    }
  }
}

IO模型：AIO,BIO,NIO

Java BIO ： 同步并阻塞，一个连接一个线程
Java NIO ： 同步非阻塞，一个请求一个线程，I/O多路复用机制
Java AIO(NIO.2) ： 异步非阻塞，一个有效请求一个线程

浅谈netty

如果用原生socket需要处理很多线程 IO等等 。使用netty帮我们省下很多心力
netty实现的方法：TCPServer 为发布socket服务的主类

public class TCPServer {
private void bind() throws Exception {
    try {
        this.bossGroup = new NioEventLoopGroup(nettyServerConfig.getMaxThreads());
        this.workerGroup = new NioEventLoopGroup(nettyServerConfig.getMaxThreads());
        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
        serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .childHandler(new TcpChannel(nettyServerConfig.getMaxFrameLength())).option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024) //
                .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);

        this.log.info("TCP服务启动完毕,port={}", nettyServerConfig.getPort());
        ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(nettyServerConfig.getPort()).sync();
        channelFuture.channel().closeFuture().sync();
    } finally {
        //优雅关闭
        bossGroup.shutdownGracefully();
        workerGroup.shutdownGracefully();
    }
} }

核心部件
Bootstrap / ServerBootstrap：引导器；
Channel：通道；
ChannelPipeline：通道管道；
ChannelHandler：通道处理器；
EventLoop：事件执行环；
ChannelFuture：通道执行结果占位符；

常用到的适配处理器如下：
1.ChannelHandlerAdapter：通用通道处理适配器；
2.ChannelInboundHandlerAdapter：入站通道处理适配器；3.ChannelOutboundHandlerAdapter：出站通道处理适配器；
4.ChannelDuplexHandlerAdapter：双工通道处理适配器；

Netty自带拆包类
自己实现拆包虽然可以细粒度控制, 但是也会有些不方便, 可以直接调用Netty提供的一些内置拆包类.
FixedLengthFrameDecoder 按照特定长度组包
DelimiterBasedFrameDecoder 按照指定分隔符组包, 例如：我们项目中的首尾为0x7e
LineBasedFrameDecoder 按照换行符进行组包, 例如：\r \n等等

websocket