知識點四：自定義通信協議

做為后端開發人員，我們最熟悉不過的就是HTTP協議了。使用Socket編寫網絡程序，我們可以自定義通信協議，這相當的好玩。自定義協議可以避免別人識別你的通信協議攔截數據包分析，也可對數據包進行加密傳輸。自定義協議的數據包體積小，可跟據業務需求修改。

知識點五：心跳保活

NIO與BIO的區別：

BIO: 同步阻塞式IO，服務器需要為每一個客戶端創建一個線程處理連接。

NIO：同步非阻塞式IO，服務端可以使用一個或多個線程監聽客戶端的連接請求，并將連接注冊到多路復用器Selector上，使用Selector輪詢I/O就緒事件，當監聽到有就緒事件時，才會為準備就緒的連接開啟一個線程去處理。

NIO

Channel:channel是一個通道，可以通過它讀取和寫入數據。對于網絡編程而言，網絡數據通過channel接受客戶端發來的消息，也可以通過channel向客戶端發送消息，channel是全雙工的，對應的類分別為SocketChannel、ServerSocketChannel。

ServerSocketChannel: 用于監聽TCP連接的通道，類似于ServerSocket。

ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();// 綁定服務端監聽端口serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(this.port), 1024);// 監聽客戶端連接SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();

SocketChannel：用于TCP網絡連接的通道。實現與客戶端數據傳輸。可以設置為非阻塞。類似于Socket。

Socket于Channel的區別：socket數據流是單向的，客戶端與服務器實現雙向通信需要一個Input流和一個Output流，一個用于接收數據，一個用于發送數據。而Channel是全雙工的，即可以接受客戶端發來的數據，也可以向客戶端發送數據。

Selector：選擇器，或多路復用器。用于輪詢檢查一個或多個NIO 通道（Channel）的狀態。對于網絡編程而言，Socket有四種狀態，監聽連接、連接準備就緒、讀準備就緒、寫準備就緒，對應的SelectorKey的取值如下。

SelectorKey：

OP_READ = 1 <<  0;     0000 0001OP_WRITE = 1 << 2;     0000 0100OP_CONNECT = 1 << 3;    0000 1000OP_ACCEPT = 1 << 4;       0001 0000

I/O多路復用：I/O指的是網絡I/O，多路指多個TCP連接（BIO: socket, NIO:channel），復用指的是只用一個或多個線程處理事件。總的來說，就是使用一個或多個線程處理多個TCP連接。不再像BIO的一個連接一個線程處理，NIO則可以只用一個線程處理所有連接，也可以使用n個線程處理所有連接。

Channel通過register方法與Selector多路復用器綁定，并指定自己感興趣的事件，比如

channel.configureBlocking(false);SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);

綁定后生成一個SelectionKey，SelectionKey持有Channel。

通過輪詢監聽，通過Selector的select（）方法可以選擇已經準備就緒的通道，這些通道包含你注冊的事件。比如你對讀、寫就緒的通道感興趣，那么select（）方法就會返回讀事件已經就緒的那些通道和寫事件已經就緒的那些通道。select方法是一個阻塞方法，至少有一個通道在你注冊的事件準備就緒時，才會返回。返回結果為準備就緒的SelectionKey總數。

當監聽到有事件準備就緒時，再通過Selector的selectedKeys()獲取準備就緒的SelectionKey集合。通過遍歷處理事件。處理完后需要移除，否則下次selectedKeys()還會重復拿到。

for (;;) {    try {        // 獲取到之后返回總數，否則線程將處于阻塞狀態        int readyCount = this.selector.select();        if (readyCount == 0){            continue;        }        // 獲取當前所有準備就緒的SelectionKey        Set<SelectionKey> readyKeys = this.selector.selectedKeys();        for (SelectionKey selectionKey : readyKeys) {            // 需要注冊新的感興趣事件            handleEvent(selectionKey);            // 處理完要移除，否則下次selectedKeys還是能拿到            readyKeys.remove(selectionKey);        }    } catch (IOException e) {        e.printStackTrace();    }}

select方法底層通過調用native方法實現事件監聽，在linux上，就是調用系統的epoll方法，網卡設備對應一個中斷信號, 當網卡收到網絡端的消息的時候會向CPU發起中斷請求， 然后CPU處理該請求。通過驅動程序進而操作系統得到通知，系統再通知epoll，epoll通知用戶代碼。