TCP：连接为什么是3次分节/分组/握手，关闭为什么是4次？
连接
步骤
1.客户端连接
2.服务器确认接受到客户端连接
服务器连接 //这两步合二为一
3.客户端确认接受到服务器连接
关闭
步骤
1.客户端调用.close()主动关闭
2.服务器确认接受到客户端关闭
3.服务器调用.close()关闭 //2和3是分开的，因为3需要服务器显式调用.close()
4.客户端确认接收到服务器关闭
参考
unix网络编程
长连接
什么是长连接
所有的连接1.http连接 2.数据库连接。都分为1.短链接2.长连接。
任何一个连接(进程间通信)，生命周期是1.连接.connect() 2.关闭.close()。
只要套接字对象没有主动.close()，它就是长连接；关闭之后，就是短链接。
数据库连接的底层也是tcp套接字。所有的连接(进程间通信)，都是tcp socket。
应用场景
高频通信
1.即时通讯
客户端A——服务器——》客户端B
2.股票
高频通信，且服务器主动推送更新数据到客户端。
参考
https://www.infoq.cn/article/UiKyF*4zxplSrpWZ5km1
https://www.zhihu.com/question/22677800
配置keep alive
只有服务器和客户端都支持长连接，并且都开启长连接配置，才生效。
1.客户端
http 1.0中默认是关闭的，需要在http头加入”Connection: Keep-Alive”，才能启用Keep-Alive；http 1.1中默认启用Keep-Alive，如果加入”Connection: close “，才关闭。目前大部分浏览器都是用http1.1协议，也就是说默认都会发起Keep-Alive的连接请求了，所以是否能完成一个完整的Keep-Alive连接就看服务器设置情况。
2.服务器
tomcat配置。
参考
https://www.cnblogs.com/skynet/archive/2010/12/11/1903347.html
Reactor模式
2个特点，
1.一或多转发器
Reactor就是转发器Dispatcher，转发请求给处理器类处理业务逻辑。
2.多线程
多线程/线程池处理每个业务，不让多核cpu闲着。
file:///var/folders/m9/yshd99dx1g38gtyxvv3k201r0000gn/T/WizNote/ec30cfe6-a9d2-4dc0-a759-a096804357c7/index_files/2b39d85e-e4b1-4f99-85c0-9c32dbc097f4.jpg
参考
https://www.cnblogs.com/doit8791/p/7461479.html
http://ifeve.com/netty-reactor-4/
https://blog.csdn.net/russell_tao/article/details/9111769 //高性能网络编程系列文章-陶辉 nginx作者
http://www.dre.vanderbilt.edu/~schmidt/PDF/reactor-siemens.pdf //并发包作者
编程模型
同步阻塞
Java的I/O发展简史 从JDK1.0到JDK1.3，Java的I/O类库都非常原始，很多UNIX网络编程中的概念或者接口在I/O类库中都没有体现，例如Pipe、Channel、Buffer和Selector等。2002年发布JDK1.4时，NIO以JSR-51的身份正式随JDK发布。它新增了个java.nio包，提供了很多进行异步I/O开发的API和类库，主要的类和接口如下。 进行异步I/O操作的缓冲区ByteBuffer等； 进行异步I/O操作的管道Pipe； 进行各种I/O操作（异步或者同步）的Channel，包括ServerSocketChannel和SocketChannel； 多种字符集的编码能力和解码能力； 实现非阻塞I/O操作的多路复用器selector； 基于流行的Perl实现的正则表达式类库； 文件通道FileChannel。
李林锋. Netty权威指南 (p. 9). 电子工业出版社. Kindle 版本.
异步非阻塞
java nio
多路复用
1）java nio-Selector
2）基于操作系统的多路复用技术poll(文件描述符1000个)
epoll(受限于操作系统的内存，1G/10万个=10M)
select最大的缺陷就是单个进程所打开的FD是有一定限制的，它由FD_SETSIZE设置，默认值是1024。对于那些需要支持上万个TCP连接的大型服务器来说显然太少了。可以选择修改这个宏然后重新编译内核，不过这会带来网络效率的下降。我们也可以通过选择多进程的方案（传统的Apache方案）解决这个问题，不过虽然在Linux上创建进程的代价比较小，但仍旧是不可忽视的，另外，进程间的数据交换非常麻烦，对于Java由于没有共享内存，需要通过Socket通信或者其他方式进行数据同步，这带来了额外的性能损耗，增加了程序复杂度，所以也不是一种完美的解决方案。值得庆幸的是，epoll并没有这个限制，它所支持的FD上限是操作系统的最大文件句柄数，这个数字远远大于1024。例如，在1GB内存的机器上大约是10万个句柄左右，具体的值可以通过cat /proc/sys/fs/file- max察看，通常情况下这个值跟系统的内存关系比较大。
李林锋. Netty权威指南 (p. 7). 电子工业出版社. Kindle 版本.
目前支持I/O多路复用的系统调用有 select、pselect、 poll、epoll， 在Linux网络编程过程中，很长一段时间都使用select做轮询和网络事件通知，然而select的一些固有缺陷导致了它的应用受到了很大的限制，最终Linux不得不在新的内核版本中寻找select的替代方案，最终选择了epoll。epoll与select的原理比较类似，为了克服select的缺点，epoll作了很多重大改进，现总结如下。
李林锋. Netty权威指南 (p. 7). 电子工业出版社. Kindle 版本.
java nio-3大核心类
缓冲区ByteBuffer
1.数据
其实就是一个字节数组byte[] bytes
2.操作
通道Channel
1.io 基于流Stream
单向，即只能写或读，不能同时写读(写类和读类是分开的)
2.nio 基于通道Channel
双向 全双工，同一个类既可以写也可以读，即可以同时写和读，具体实现是写和读的数据分别包含写和读的字段标志。
底层是基于unix-通道。
多路复用Selector
多路复用器Selector 在本节中，我们将探索多路复用器Selector，它是Java NIO编程的基础，熟练地掌握Selector对于掌握NIO编程至关重要。多路复用器提供选择已经就绪的任务的能力。简单来讲，Selector会不断地轮询注册在其上的Channel，如果某个Channel上面有新的TCP连接接入、读和写事件，这个Channel就处于就绪状态，会被Selector轮询出来，然后通过SelectionKey可以获取就绪Channel的集合，进行后续的I/O操作。
一个多路复用器Selector可以同时轮询多个Channel，由于JDK使用了epoll()代替传统的select实现，所以它并没有最大连接句柄1024/2048的限制。这也就意味着只需要一个线程负责Selector的轮询，就可以接入成千上万的客户端，这确实是个非常巨大的进步。 下面，我们通过NIO编程的序列图和源码分析来熟悉相关的概念，以便巩固我们前面所学的NIO基础知识。
李林锋. Netty权威指南 (pp. 27-28). 电子工业出版社. Kindle 版本.
java nio-发展史
2000年 jdk4
1.0
2010年 jdk7
2.0，升级版。
socket的文件描述符对象字段/文件描述符是否关闭的标志字段
文件描述符是什么？
每个套接字都有一个文件描述符对象：统计打开文件数量。
服务器端-服务器套接字接受的客户端套接字连接数量，每增加一个连接 数量加1。
1.linux里，任何一种资源都是文件。socket也是。
2.Socket对象包含了文件描述符字段，文件描述符字段包含了打开文件数量字段。
文件描述符的最大数量
1.一个进程打开的文件数量有上限
linux1024默认。
2.一个套接字就是一个进程
所以服务器套接字接受客户端套接字的连接数量也有上限。
应用场景
服务器端-服务器套接字
1.文件描述符对象
统计客户端套接字数量
2.文件描述符是否关闭字段
1）没关闭
可以接受连接
2）已经关闭
不能接受连接
单向流(读或写流)和双向流(通道Channel)
1.早期
java io-写或读流类
2.后期
java nio-通道Channel，可以同时写读。
backlog
是什么
tcp握手连接时候的状态 1.半连接 2.连接
这两种状态都有对应的队列保存连接。backlog就是两种队列的总数量。
数量大小
1.Unix早期
个位数
2.java
默认50。//后期比较大，默认十位数，生产环境千位数。
//ServerSocket
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
/**
*
* Binds the <code>ServerSocket</code> to a specific address
* (IP address and port number).
* <p>
* If the address is <code>null</code>, then the system will pick up
* an ephemeral port and a valid local address to bind the socket.
* <P>
* The <code>backlog</code> argument is the requested maximum number of
* pending connections on the socket. Its exact semantics are implementation
* specific. In particular, an implementation may impose a maximum length
* or may choose to ignore the parameter altogther. The value provided
* should be greater than <code>0</code>. If it is less than or equal to
* <code>0</code>, then an implementation specific default will be used.
* @param endpoint The IP address & port number to bind to.
* @param backlog requested maximum length of the queue of
* incoming connections.
* @throws IOException if the bind operation fails, or if the socket
* is already bound.
* @throws SecurityException if a <code>SecurityManager</code> is present and
* its <code>checkListen</code> method doesn't allow the operation.
* @throws IllegalArgumentException if endpoint is a
* SocketAddress subclass not supported by this socket
* @since 1.4
*/
public void bind(SocketAddress endpoint, int backlog) throws IOException {
if (isClosed())
throw new SocketException("Socket is closed");
if (!oldImpl && isBound())
throw new SocketException("Already bound");
if (endpoint == null)
endpoint = new InetSocketAddress(0);
if (!(endpoint instanceof InetSocketAddress))
throw new IllegalArgumentException("Unsupported address type");
InetSocketAddress epoint = (InetSocketAddress) endpoint;
if (epoint.isUnresolved())
throw new SocketException("Unresolved address");
if (backlog < 1)
backlog = 50;
try {
SecurityManager security = System.getSecurityManager();
if (security != null)
security.checkListen(epoint.getPort());
getImpl().bind(epoint.getAddress(), epoint.getPort());
getImpl().listen(backlog);
bound = true;
} catch(SecurityException e) {
bound = false;
throw e;
} catch(IOException e) {
bound = false;
throw e;
}
}
多路复用选择器Selector
背景
服务器客户端架构的程序，服务器端如何处理业务？三种解决方案。
1.单线程
一个线程处理所有任务
2.多线程
每个线程处理一个任务
3.还是单线程处理多个任务，但是使用多路复用选择器
优缺点
1.单线程
优点
简单易用
缺点
阻塞。只有当前面一个任务执行完之后，才能执行下一个任务，cpu被闲置。
2.多线程
优点
解决了单线程的缺点。
缺点
1）需要创建多线程，线程是很重的资源(即占内存空间很多，一个线程0.5~1M)
2）创建完之后，还需要维护线程的各种数据/状态
3）cpu在不同线程之间切换是很累的，就像人的脑子工作的时候被人打扰会很烦一样
3.多路复用
优点
解决多线程的缺点。
缺点
编程复杂。
应用场景
1.单线程
简单的小程序，用户量很多的话不适用。
2.多线程
web服务器。例子tomcat等。
3.多路复用
1）java nio-Selector
2）基于java nio的通信框架。例如netty mina。
3）基于通信框架的rpc框架。例如grpc dubbo ice。
实现原理
基于操作系统提供的功能-select()/epoll()函数。
select和epoll的区别
一样。epoll优化了多路复用选择器。
代码
https://github.com/diedai/java-nio
参考
unix网络编程
