Java 网络原理 ①-IO多路复用 || 自定义协议 || XML || JSON

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在学习完简单的网络编程后，我们将更加深入网络的学习——HTTP协议、TCP协议、UDP协议、IP协议...........

IO多路复用

✨在上一节基于 TCP 协议编写应用层代码时，我们通过一个线程处理连接的申请，随后通过多线程或者线程池来处理对每个客户端的请求；这样，一个客户端就对应一个线程。

但随着客户端的数量不断增加，反复的创建和销毁线程，其开销都是很大的，哪怕是通过线程池处理，开销也是不容小觑的。

        ✨所以，为了解决这一问题，IO多路复用便诞生了：传统的IO操作是 阻塞式 的，当程序等待一个IO操作时，其他的IO操作会挂起，而 IO多路复用允许程序同时监视多个 IO通道，从而不用为每个IO通道都单独地创建线程或进程。

        简单来说，就是一个线程就可以同时处理多个客户端的请求。

        ✨举个例子：在大学生活中，给室友带饭是非常常见的的现象，假如你现在给两个室友带饭（总共买三份，你自己也得吃啊），你就要出去买三份晚餐，假设这三份晚餐都是在不一样的小吃摊贩卖的。

这里的视角是，你是服务端，小吃摊老板是客户端，小吃摊老板做完后给你相当于给你发送请求，代入这个视角更好理解~~~

第一种购买方案：你到了小吃摊A跟老板A说要一份晚餐，你等待老板A做完后，立刻去小吃摊B跟老板B说要一份晚餐，你等待老板B做完后，立刻去小吃摊C跟老板C说要一份晚餐，你等待老板C做完后；OK，此时全部请求处理完了。这里就相当于是单个线程处理完一个请求后立马处理下一个请求。

第二种购买方案：你叫上其他两个认识的人（这里以甲乙丙代称），和你一起去买，甲到小吃摊A小吃摊A跟老板A说要一份晚餐，乙到小吃摊B跟老板B说要一份晚餐，丙到小吃摊C跟老板C说要一份晚餐；等到三份晚餐都做完后，全部请求也就处理完了。这里就相当于是创建了多个线程同时处理多个请求。

第三种购买方案：依旧是你一个人买三份晚餐，但与第一种方案不同的是，你到了小吃摊A跟老板A说要一份晚餐，此时你立刻去小吃摊B跟老板B说要一份晚餐，随后又去吃摊C跟老板C说要一份晚餐；然后你就开始等他们做了，小吃摊A老板A做完后，你去拿，小吃摊B老板B做完后，你去拿，小吃摊C老板C做完后，你去拿；拿完全部之后，全部请求也就处理完了。这里就只用了一个线程就同时处理了多个请求。这便是 IO多路复用的形象比喻。

✨一般来说，绝大部分客户端，大部分时间都是沉默的，虽然连接了，但不会一直发送请求，此时工作线程等待就行了，等到客户端发来请求后，工作线程处理就OK了；很小的概率会说多个客户端同时发送请求的，这时候就灵活切换到线程池就可以了~~~

✨目前，IO多路复用是服务器开发中主流的核心技术；不过这并不需要程序员自己实现，这是操作系统内置的，只需要调用API即可；Java通过 NIO 封装了 IO多路复用。

❤️以下是GPT-4o对 IO多路复用的简单讲解：

IO 多路复用（I/O Multiplexing）

IO 多路复用是一种高效管理多个 IO 通信通道的技术，常用于需要同时处理多个网络连接或文件描述符的场景，比如高并发服务器的设计。它通过一种机制，让程序可以同时监听多个 IO 事件（如读、写、错误），并根据事件的发生进行相应处理。

1. 什么是 IO 多路复用？

传统的 IO 操作是 阻塞式 的，当程序等待一个 IO 操作完成时，其他的 IO 操作会被挂起。IO 多路复用允许程序同时监视多个 IO 通道，而不用为每个通道都创建独立的线程或进程。

2. 核心思想