高性能RPC（一）--java

RPC中的一些问题

1.数据协议

     序列化的方式（数据包的大小、序列化的优化）

     要支持更多的数据形式（xml,json等等）

      ---->自定义数据的协议头，自定义数据的结束。

2.IO模型

  2.1常见的IO模型

      ----->同步阻塞IO（Blocking IO):传统的IO模型

      ----->同步非阻塞IO（Non-blocking IO):默认创建的socket都是阻塞的，

                      非阻塞的IO要求socket被设置为NONBLOCK.这里所说的NIO不是java不是java的NIO库（new io)

      ----->IO多路复用(IO Multiplexing):Reactor设计模式 也称为异步阻塞IO。

                                        java中的Selector和linux中的epoll都是这种模式

      ----->异步IO（Asynchronous IO) :Proactor设计模式 异步非阻塞IO。

      

  2.2同步和异步 ： 用户线程和内核的交互方式

      ---->同步是指用户线程发起IO请求后，需要等待或者轮询你IO操作完成后才能继续执行

      ---->异步是指用户线程发起IO请求后，继续执行，当内核IO操作完成后会通知用户线程，或者调用用户线程注册回调函数

      

  2.3阻塞和非阻塞

           用户线程调用内核IO操作的方式，阻塞是指IO操作需要彻底完成后才能返回到用户空间，

          非阻塞是指IO操作被调用后立即返回用户一个状态，无需等到IO操作彻底完成后

          

          

  2.4 同步阻塞IO

   用户线程通过系统调用read发起IO操作，由用户空间转换到内核空间，

   内核等待数据包达到后，然后将接收到的数据拷贝到用户空间，完成read操作

      伪代码：{

        read(socket,buffer);

        process(buffer)

    }

    

  用户需要等待read将socket中的数据读取到buffer后，才能继续处理接收的数据，

  整个IO请求的过程中，用户线程是被苏泽的，导致用户在发起IO请求时，不能做

  任何事情，对CPU利用不够。

  

   2.5同步非阻塞IO

      在同步阻塞IO的基础上将Socket设置NONBLOCK。这样做用户线程可以在发起IO请求后立即返回.

    用户线程需要不断的发起IO请求，直到数据达到后，才能真正读取到数据，继续执行

     伪代码:{

     while(read(socket,buffer)!=SUCCESS){

        process(buffer);

     }

   }

   户线程可以在发起IO请求后立即返回.但是为了得到数据，仍需要不断轮询，重复请求，

  消耗了大量的CPU资源。很少直接使用这种模型

  

  

  2.6 多路复用IO

      IO多路复用建立在内核提供的多路分离函数select基础之上的，使用select

           函数可以避免同步非阻塞IO模型中的轮询等待问题。

          

      用户首先将需要进行的IO操作的socket添加到select中，然后阻塞等待select系统调用返回。

      当数据达到时，socket被激活，select函数返回。用户线程正式发起read请求，读取数据并

     继续执行 看起来比同步阻塞模型效率更差。但是，使用select以后最大的优势是用户可以

    在一个线程内同时处理多个socket的io请求，用户可以注册同个socket,然后不断调用select

    读取被激活的socket.达到同一个线程内同时处理多个IO请求

      伪代码{

         select(socket);

         while(1){

            sockets = select();

            for(Socket socket : sockets){

                if(can_read(socket)){

                   read(socket,buffer);

                   process(buffer);

                }

            }

         }

    }

    

    IO多路复用模型使用了Reactor设计模式实现了这一机制

    

    

   2.7 异步IO

         “真正“的异步IO需要操作系统更强的支持.

         异步IO模型中，当用户线程收到通知时，数据已经被内核读取完毕，并放在了用户线程

         指定的缓存区内，内核在IO完成后通知用户线程直接使用即可。

         

         

      操作系统支持并非特别完善，更多采用的是IO多路复用模拟异步IO方式

                                        

3.线程模型