【作用】
Netty之所以受青睐，是因为Netty提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具。
作为一个异步框架，Netty的所有IO操作都是异步非阻塞的，通过Future-
Listener机制，
用户可以方便地主动获取或者通过通知机制获得IO操作结果。
【io读写原理】
1.大家知道，用户程序进行IO的读写，依赖于底层的IO读写，基本上会用到底层的read&write两大系统调用。
在不同的操作系统中，IO读写的系统调用的名称可能不完全一样，但是基本功能是一样的。
2.这里涉及一个基础的知识:
read系统调用，并不是直接从物理设备把数据读取
到内存中;write系统调用，也不是直接把内存数据写入到物理设备。
上层应用无论是调用操作系统的read，还是调用操作系统的write，都会涉及缓冲区。
具体来说，
调用
操作系统的read，是把数据从内核缓冲区复制到进程缓冲区;而write系统调用，是
把数据从进程缓冲区复制到内核缓冲区。
3.也就是说，
上层程序的IO操作，实际上不是物理设备级别的读写，而是缓存的
复制。
read&write两大系统调用，都不负责数据在内核缓冲区和物理设备（如磁盘）之间的交换，
这项底层的读写交换，是由操作系统内核(Kernel）来完成的。
注:本书后文如果没有特别指明，内核即指操作系统内核。
4.在用户程序中，无论是Socket的IO、还是文件IO操作，都属于上层应用的开发，它们的输入(Input）和输出（Output）的处理，在编程的流程上，都是一致的。
【内核缓冲/进程缓冲】
为什么设置那么多的缓冲区，为什么要那么麻烦呢?
缓冲区的目的，是为了减
少频繁地与设备之间的物理交换。其实和数据库的page缓存落盘到持久化存储一个道理。
大家都知道，外部设备的直接读写，涉及操作系
统的中断。发生系统中断时，需要保存之前的进程数据和状态等信息，而结束中断
之后，还需要恢复之前的进程数据和状态等信息。
为了减少这种底层系统的时间损
耗、性能损耗，于是出现了内存缓冲区。
有了内存缓冲区，上层应用使用read系统调用时，仅仅把数据从内核缓冲区复
制到上层应用的缓冲区(进程缓冲区);.
上层应用使用write系统调用时，仅仅把数
据从进程缓冲区复制到内核缓冲区中。
底层操作会对内核缓冲区进行监控，等待缓
冲区达到一定数量的时候，再进行IO设备的中断处理，集中执行物理设备的实际IO
操作，这种机制提升了系统的性能。
至于什么时候中断(读中断、写中断)，由操
作系统的内核来决定，用户程序则不需要关心。
从数量上来说，在Linux系统中， 操作系统内核只有一个内核缓冲区。而每个用户程序(进程)，有自己独立的缓冲区，叫作进程缓冲区。所以，用户程序的IO读写程序，在大多数情况下，并没有进行实际的IO操作，而是在进程缓冲区和内核缓冲区之间直接进行数据的交换。
【接触linux句柄限制】
文件句柄，也叫文件描述符。在Linux系统中，文件可分为：普通文件、目录文件、链接文件和设备文件。文件描述符（File Descriptor）是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引，它是一个非负整数（通常是小整数），用于指代被打开的文件。所有的IO系统调用，包括socket的读写调用，都是通过文件描述符完成的。在Linux下，通过调用ulimit命令，可以看到单个进程能够打开的最大文件句柄数量，这个命令的具体使用方法是：
ulimit -n
【4种io模型】
1.同步阻塞IO（Blocking IO）
在阻塞式IO模型中，
Java应用程序从IO系统调用开始，直到系统调用返回，在
这段时间内，Java进程是阻塞的。返回成功后，应用进程开始处理用户空间的缓存区数据。
举个例子，在Java中发起一个socket的read读操作的系统调用，流程大致如下：
（1）
从Java启动IO读的read系统调用开始，用户线程就进入阻塞状态。
（2）当系统内核收到read系统调用，就开始准备数据。一开始，数据可能还没有到达内核缓冲区（例如，还没有收到一个完整的socket数据包），这个时候内核就要等待。
（3）内核一直等到完整的数据到达，就会将数据从内核缓冲区复制到用户缓冲区（用户空间的内存），然后内核返回结果（例如返回复制到用户缓冲区中的字节数）。
（4）直到内核返回后，用户线程才会解除阻塞的状态，重新运行起来。总之，阻塞IO的特点是：在内核进行IO执行的两个阶段，用户线程都被阻塞了。
阻塞IO的优点是：
应用的程序开发非常简单；在阻塞等待数据期间，用户线程
挂起。在阻塞期间，用户线程基本不会占用CPU资源。
阻塞IO的缺点是：
一般情况下，会为每个连接配备一个独立的线程；反过来
说，就是一个线程维护一个连接的IO操作。在并发量小的情况下，这样做没有什么问题。但是，当在高并发的应用场景下，需要大量的线程来维护大量的网络连接，内存、线程切换开销会非常巨大。因此，基本上阻塞IO模型在高并发应用场景下是不可用的。
2.同步非阻塞NIO（None Blocking IO）
socket连接默认是阻塞模式，在Linux系统下，可以通过设置将socket变成为非阻塞的模式（Non-Blocking）。使用非阻塞模式的IO读写，叫作同步非阻塞IO（None Blocking IO），简称为NIO模式。在NIO模型中，应用程序一旦开始IO系统调用，会出现以下两种情况：
（1）
在内核缓冲区中没有数据的情况下，系统调用会立即返回，返回一个调
用失败的信息。后面会继续重复调用直到有数据。
（2）
在内核缓冲区中有数据的情况下，是阻塞的，直到数据从内核缓冲复制
到用户进程缓冲。复制完成后，系统调用返回成功，应用进程开始处理用户空间的
缓存数据。
注：不同于java中的额NIO(new io)。
可以发现情况相比于同步阻塞[类比于一直等待]，同步非阻塞[类比于多次轮询]。
举个例子。发起一个非阻塞socket的read读操作的系统调用，流程如下：
（1）在内核数据没有准备好的阶段，用户线程发起IO请求时，立即返回。
所
以，为了读取到最终的数据，用户线程需要不断地发起IO系统调用。
（2）内核数据到达后，用户线程发起系统调用，用户线程阻塞。内核开始复制数据，它会将数据从内核缓冲区复制到用户缓冲区（用户空间的内存），然后内核返回结果（例如返回复制到的用户缓冲区的字节数）。
（3）用户线程读到数据后，才会解除阻塞状态，重新运行起来。也就是说，用户进程需要经过多次的尝试，才能保证最终真正读到数据，而后继续执行。同步非阻塞IO的特点：应用程序的线程需要不断地进行IO系统调用，轮询数据是否已经准备好，如果没有准备好，就继续轮询，直到完成IO系统调用为止。同步非阻塞IO的优点：每次发起的IO系统调用，在内核等待数据过程中可以立即返回。用户线程不会阻塞，实时性较好。
同步非阻塞IO的缺点：不断地轮询内核，这将占用大量的CPU时间，效率低
下。
总体来说，在高并发应用场景下，同步非阻塞IO也是不可用的。一般Web服务器不使用这种IO模型。这种IO模型一般很少直接使用，而是在其他IO模型中使用非阻塞IO这一特性。在Java的实际开发中，也不会涉及这种IO模型。这里说明一下，同步非阻塞IO，可以简称为NIO，但是，它不是Java中的NIO，虽然它们的英文缩写一样，希望大家不要混淆。
为了避免NIO的轮询带来的cpu性能开销，Java的NIO（New IO），
叫作
IO多路复用模型（IO Multiplexing）出来了。
3.IO多路复用模型（IO Multiplexing）
NIO的每个发起read请求的线程自己去进行数据是否就绪的轮询，而IO多路复用是专门找了一个线程去帮其他所有的read请求轮询数据是否就绪。
在IO多路复用模型中，
引入了一种新的系统调用，查询IO的就绪状态[linux中是select/epoll]。通过该系统调用，一个进程可以监视多个文件描述符，一旦某个描述符就绪（一般是内核缓冲区可读/可写），内核能够将就绪的状态返回给应用程序。随后，应用程序根据就绪的状态，进行相应的IO系统调用。
目前支持IO多路复用的系统调用，有select、epoll等等。select系统调用，几乎在所有的操作系统上都有支持，具有良好的跨平台特性。epoll是在Linux 2.6内核中提出的，是select系统调用的Linux增强版本。
在IO多路复用模型中通过select/epoll系统调用，单个应用程序的线程，可以不
断地轮询成百上千的socket连接，当某个或者某些socket网络连接有IO就绪的状态，就返回对应的可以执行的读写操作。
通过拔开关的方式，实现分时复用：
和NIO模型相似，多路复用IO也需要轮询。
负责select/epoll状态查询调用的线
程，需要不断地进行select/epoll轮询，查找出达到IO操作就绪的socket连接。IO多路复用模型与同步非阻塞IO模型是有密切关系的。
对于注册在选择器上的
每一个可以查询的socket连接，一般都设置成为同步非阻塞模型。仅是这一点，对于用户程序而言是无感知的。
IO多路复用模型的优点：与一个线程维护一个连接的阻塞IO模式相比，使用select/epoll的最大优势在于，一个选择器查询线程可以同时处理成千上万个连接（Connection）。系统不必创建大量的线程，也不必维护这些线程，从而大大减小了系统的开销。
Java语言的NIO（New IO）技术，使用的就是IO多路复用模型。在Linux系统上，使用的是epoll系统调用。
IO多路复用模型的缺点：
本质上，select/epoll系统调用是阻塞式的，属于同步
IO。都需要在读写事件就绪后，由系统调用本身负责进行读写，也就是说这个读写
过程是阻塞的。
如何彻底地解除线程的阻塞，就必须使用异步IO模型。
4.异步IO模型（Asynchronous IO）
异步IO模型（Asynchronous IO，简称为AIO）。AIO的基本流程是：
用户线程
通过系统调用，向内核注册某个IO操作。内核在整个IO操作（包括数据准备、数据
复制）完成后，通知用户程序，用户执行后续的业务操作。
在异步IO模型中，在整个内核的数据处理过程中，包括内核将数据从网络物理设备（网卡）读取到内核缓冲区、将内核缓冲区的数据复制到用户缓冲区，用户程序都不需要阻塞。
异步IO模型的特点：在内核等待数据和复制数据的两个阶段，用户线程都不是阻塞的。
用户线程需要接收内核的IO操作完成的事件，或者用户线程需要注册一个
IO操作完成的回调函数。正因为如此，异步IO有的时候也被称为信号驱动IO。
异步IO异步模型的缺点：
应用程序仅需要进行事件的注册与接收，其余的工作
都留给了操作系统，也就是说，需要底层内核提供支持。
理论上来说，异步IO是真正的异步输入输出，它的吞吐量高于IO多路复用模型
的吞吐量。
就目前而言，Windows系统下通过IOCP实现了真正的异步IO。
而在Linux系统
下，异步IO模型在2.6版本才引入，目前并不完善，其底层实现仍使用epoll，与IO多
路复用相同，因此在性能上没有明显的优势。
大多数的高并发服务器端的程序，一般都是基于Linux系统的。因而，目前这类
高并发网络应用程序的开发，大多采用IO多路复用模型。
大名鼎鼎的Netty框架，使用的就是IO多路复用模型，而不是异步IO模型。
举个例子，在Java中发起一个socket的read读操作的系统调用，流程大致如下：（1） 从Java启动IO读的read系统调用开始，用户线程就进入阻塞状态。（2）当系统内核收到read系统调用，就开始准备数据。一开始，数据可能还没有到达内核缓冲区（例如，还没有收到一个完整的socket数据包），这个时候内核就要等待。（3）内核一直等到完整的数据到达，就会将数据从内核缓冲区复制到用户缓冲区（用户空间的内存），然后内核返回结果（例如返回复制到用户缓冲区中的字节数）。（4）直到内核返回后，用户线程才会解除阻塞的状态，重新运行起来。总之，阻塞IO的特点是：在内核进行IO执行的两个阶段，用户线程都被阻塞了。阻塞IO的优点是： 应用的程序开发非常简单；在阻塞等待数据期间，用户线程 挂起。在阻塞期间，用户线程基本不会占用CPU资源。阻塞IO的缺点是： 一般情况下，会为每个连接配备一个独立的线程；反过来 说，就是一个线程维护一个连接的IO操作。在并发量小的情况下，这样做没有什么问题。但是，当在高并发的应用场景下，需要大量的线程来维护大量的网络连接，内存、线程切换开销会非常巨大。因此，基本上阻塞IO模型在高并发应用场景下是不可用的。
举个例子。发起一个非阻塞socket的read读操作的系统调用，流程如下：（1）在内核数据没有准备好的阶段，用户线程发起IO请求时，立即返回。 所 以，为了读取到最终的数据，用户线程需要不断地发起IO系统调用。（2）内核数据到达后，用户线程发起系统调用，用户线程阻塞。内核开始复制数据，它会将数据从内核缓冲区复制到用户缓冲区（用户空间的内存），然后内核返回结果（例如返回复制到的用户缓冲区的字节数）。（3）用户线程读到数据后，才会解除阻塞状态，重新运行起来。也就是说，用户进程需要经过多次的尝试，才能保证最终真正读到数据，而后继续执行。同步非阻塞IO的特点：应用程序的线程需要不断地进行IO系统调用，轮询数据是否已经准备好，如果没有准备好，就继续轮询，直到完成IO系统调用为止。同步非阻塞IO的优点：每次发起的IO系统调用，在内核等待数据过程中可以立即返回。用户线程不会阻塞，实时性较好。 同步非阻塞IO的缺点：不断地轮询内核，这将占用大量的CPU时间，效率低 下。总体来说，在高并发应用场景下，同步非阻塞IO也是不可用的。一般Web服务器不使用这种IO模型。这种IO模型一般很少直接使用，而是在其他IO模型中使用非阻塞IO这一特性。在Java的实际开发中，也不会涉及这种IO模型。这里说明一下，同步非阻塞IO，可以简称为NIO，但是，它不是Java中的NIO，虽然它们的英文缩写一样，希望大家不要混淆。为了避免NIO的轮询带来的cpu性能开销，Java的NIO（New IO）， 叫作 IO多路复用模型（IO Multiplexing）出来了。
通过拔开关的方式，实现分时复用：
和NIO模型相似，多路复用IO也需要轮询。 负责select/epoll状态查询调用的线 程，需要不断地进行select/epoll轮询，查找出达到IO操作就绪的socket连接。IO多路复用模型与同步非阻塞IO模型是有密切关系的。 对于注册在选择器上的 每一个可以查询的socket连接，一般都设置成为同步非阻塞模型。仅是这一点，对于用户程序而言是无感知的。IO多路复用模型的优点：与一个线程维护一个连接的阻塞IO模式相比，使用select/epoll的最大优势在于，一个选择器查询线程可以同时处理成千上万个连接（Connection）。系统不必创建大量的线程，也不必维护这些线程，从而大大减小了系统的开销。Java语言的NIO（New IO）技术，使用的就是IO多路复用模型。在Linux系统上，使用的是epoll系统调用。IO多路复用模型的缺点： 本质上，select/epoll系统调用是阻塞式的，属于同步 IO。都需要在读写事件就绪后，由系统调用本身负责进行读写，也就是说这个读写 过程是阻塞的。如何彻底地解除线程的阻塞，就必须使用异步IO模型。
异步IO模型的特点：在内核等待数据和复制数据的两个阶段，用户线程都不是阻塞的。 用户线程需要接收内核的IO操作完成的事件，或者用户线程需要注册一个 IO操作完成的回调函数。正因为如此，异步IO有的时候也被称为信号驱动IO。异步IO异步模型的缺点： 应用程序仅需要进行事件的注册与接收，其余的工作 都留给了操作系统，也就是说，需要底层内核提供支持。 理论上来说，异步IO是真正的异步输入输出，它的吞吐量高于IO多路复用模型 的吞吐量。就目前而言，Windows系统下通过IOCP实现了真正的异步IO。而在Linux系统 下，异步IO模型在2.6版本才引入，目前并不完善，其底层实现仍使用epoll，与IO多 路复用相同，因此在性能上没有明显的优势。大多数的高并发服务器端的程序，一般都是基于Linux系统的。因而，目前这类 高并发网络应用程序的开发，大多采用IO多路复用模型。 大名鼎鼎的Netty框架，使用的就是IO多路复用模型，而不是异步IO模型。