1.Java教程：dubbo源码解析-网络通信
2.深入浅出 Java FileChannel 的码分堆外内存使用
3.Java的并行世界-Netty中线程模型源码讲解-续集Handler、Channel
4.架构师必知必会：Java内置的码分控制反转机制”Service Provider”
5.I/O 简要分析
6.第12讲 |Java有几种文件拷贝方式？哪一种最高效？

Java教程：dubbo源码解析-网络通信

       在之前的内容中，我们探讨了消费者端服务发现与提供者端服务暴露的码分相关内容，同时了解到消费者端通过内置的码分负载均衡算法获取合适的调用invoker进行远程调用。接下来，码分我们聚焦于远程调用过程，码分千牛群发源码即网络通信的码分细节。

       网络通信位于Remoting模块中，码分支持多种通信协议，码分包括但不限于：dubbo协议、码分rmi协议、码分hessian协议、码分ty进行网络通讯，码分NettyClient.doOpen()方法中可以看到Netty的码分相关类。序列化接口包括但不限于：Serialization接口、码分Hessian2Serialization接口、Kryo接口、FST接口等。

       序列化方式如Kryo和FST，性能往往优于hessian2，能够显著提高序列化性能。这些高效Java序列化方式的引入，可以优化Dubbo的序列化过程。

       在配置Dubbo RPC时，引入Kryo和FST非常简单，只需在RPC的XML配置中添加相应的属性即可。

       关于服务消费方发送请求，Dubbo框架定义了私有的RPC协议，消息头和消息体分别用于存储元信息和具体调用消息。消息头包括魔数、数据包类型、消息体长度等。消息体包含调用消息，拿下钱包源码如方法名称、参数列表等。请求编码和解码过程涉及编解码器的使用，编码过程包括消息头的写入、序列化数据的存储以及长度的写入。解码过程则涉及消息头的读取、序列化数据的解析以及调用方法名、参数等信息的提取。

       提供方接收请求后，服务调用过程包含请求解码、调用服务以及返回结果。解码过程在NettyHandler中完成，通过ChannelEventRunnable和DecodeHandler进一步处理请求。服务调用完成后，通过Invoker的invoke方法调用服务逻辑。响应数据的编码与请求数据编码过程类似，涉及数据包的构造与发送。

       服务消费方接收调用结果后，首先进行响应数据解码，获得Response对象，并传递给下一个处理器NettyHandler。处理后，响应数据被派发到线程池中，此过程与服务提供方接收请求的过程类似。

       在异步通信场景中，Dubbo在通信层面为异步操作，通信线程不会等待结果返回。默认情况下，RPC调用被视为同步操作。Dubbo通过CompletableFuture实现了异步转同步操作，通过设置异步返回结果并使用CompletableFuture的get()方法等待完成。

       对于异步多线程数据一致性问题，多人钓鱼源码Dubbo使用编号将响应对象与Future对象关联，确保每个响应对象被正确传递到相应的Future对象。通过在创建Future时传入Request对象，可以获取调用编号并建立映射关系。线程池中的线程根据Response对象中的调用编号找到对应的Future对象，将响应结果设置到Future对象中，供用户线程获取。

       为了检测Client端与Server端的连通性，Dubbo采用双向心跳机制。HeaderExchangeClient初始化时，开启两个定时任务：发送心跳请求和处理重连与断连。心跳检测定时任务HeartbeatTimerTask确保连接空闲时向对端发送心跳包，而ReconnectTimerTask则负责检测连接状态，当判定为超时后，客户端选择重连，服务端采取断开连接的措施。

深入浅出 Java FileChannel 的堆外内存使用

       从一个线上系统 OOM 讲起，我们通过解决用户反馈的 IoTDB 查询卡住问题，深入探讨了 Java FileChannel 中的堆外内存使用。

       首先，让我们了解一下背景知识。FileChannel 是 Java NIO 提供的文件通道类，它允许对文件进行读写操作。而堆外内存是指直接分配在系统内存中的内存区域，不受 Java 堆管理。

       FileChannel 使用堆外内存的原因是提高性能。当使用 DirectByteBuffer 时，数据本来就在堆外内存中，因此在进行 I/O 操作时没有拷贝的过程，这被称为“零拷贝”。然而，操作系统需要将堆上的nmap源码包数据拷贝到堆外内存中进行 I/O 操作，因为操作系统通过内存地址进行数据交互。

       当 JVM 进行垃圾回收（GC）时，可能会导致内存地址的变化，影响正在执行的 I/O 操作。因此，将数据从堆复制到堆外内存，可以保证数据地址在 I/O 过程中保持不变。

       在 JDK 的源码分析中，我们发现 DirectByteBuffer 的分配和回收机制。DirectByteBuffer 在分配时创建的 Cleaner 对象用于堆外内存的回收，当 DirectByteBuffer 仅被 Cleaner 引用时，其可以在任意 GC 时段被回收。这样，虽然堆外内存并非完全不受 GC 控制，但通过 Cleaner 实现了有效的回收机制。

       FileChannel 在读写过程中，使用 DirectByteBuffer 进行数据操作。在分配和回收临时 DirectByteBuffer 时，考虑到系统的资源限制，适当调整 TEMP_BUF_POOL_SIZE 的值可以避免 OOM 的问题。

       回到开头提到的线上问题，用户在使用 IoTDB 时遭遇 OOM。通过源码分析，我们发现没有适当配置 MAX_CACHED_BUFFER_SIZE，导致额外分配的堆外内存缓存过大，最终引发 OOM。通过调整配置，解决了这个问题。

       Java FileChannel 的堆外内存使用，提高了 I/O 操作的性能，但也需要合理配置和管理，避免资源浪费和内存泄露，校园超市源码确保系统的稳定运行。

Java的并行世界-Netty中线程模型源码讲解-续集Handler、Channel

       Netty 的核心组件 ChannelHandler 在网络应用中扮演着关键角色，它处理各种事件和数据，实现业务逻辑。ChannelHandler 子类众多，根据功能可分为特殊Handler（如Context对象）、出入站Handler，以及用于协议解析和编码的Decoder和Encoder。例如，ChannelInboundHandlerAdapter 和 ChannelOutboundHandlerAdapter 分别用于处理入站和出站事件，ByteToMessageDecoder 和 MessageToByteEncoder 则负责数据的解码和编码。

       特殊Handler如ChannelHandlerContext 提供了处理器与Channel交互的上下文，而ChannelDuplexHandler 则用于双向通信，如聊天服务器。SimpleChannelInboundHandler 是简化版的入站处理器，自动管理消息引用，避免内存泄漏。而出站处理器如SimpleChannelOutboundHandler 则在消息处理后自动释放引用，简化编码流程。

       Channel 是数据传输的抽象，NioServerSocketChannel 和 EpollServerSocketChannel 分别对应基于NIO和Epoll的服务器端套接字。ChannelInitializer 是初始化新Channel的关键，它配置处理器形成处理链，用于处理连接操作和事件，从而实现自定义业务逻辑。

       通过理解这些概念和类的作用，可以构建和配置Netty应用，以满足不同的网络通信需求。想要深入学习，可以研究Netty 4.1源码中如EventLoopGroup、ChannelPipeline、CustomChannelInitializer等核心类。后续会分享详细的中文注释版本，持续关注以获取更多资源和知识。

架构师必知必会：Java内置的控制反转机制”Service Provider”

       Java在服务器编程领域持续主导，Spring框架以其基于控制反转（IoC）的思想，为依赖注入提供了强大的解决方案。然而，在某些特定场景下，如跨平台（如Android和服务端）组件组装或跨JVM语言集成，我们可能希望代码具有更低的依赖性，以适应更广泛的场景。从Java 6开始，Java内置了一套依赖注入的标准——“Service Provider”机制，以及相应的工具“ServiceLoader”，实现了控制反转的自定义实现。这一机制在JDK扩展设计中扮演着重要角色，如脚本引擎（ScriptEngine）、字符集（Charset）、文件系统（FileSystems）、网络通讯（NIO）等，被广泛应用。随着Java 9的发布，对“Service Provider”机制进行了进一步的扩展，使之适应了Java模块化的需求。因此，掌握“Service Provider”机制成为Java架构师不可或缺的知识之一。

       本文将引导读者通过JDK文档和源码探索“Service Provider”机制，学习如何使用Java内置能力实现动态依赖注入，或者按照Java标准扩展JDK、日志、HTTP服务的能力。

       “Service Provider”机制作为Javase的一部分，遵循着一套严格的标准定义，其核心内容包括了服务发布文件路径前缀、使用类加载器查找服务提供者文件、加载服务提供者类并创建服务提供者实例等关键步骤。通过“ServiceLoader.load()”方法，我们可以创建指定类型的“Service Provider”迭代器，通过遍历迭代器获取所有服务提供者的实例。这个过程涉及到了路径的解析、类的加载以及实例的创建，确保了服务提供者必须具有无参构造函数以便于创建实例。

       “Service Provider”机制在Web应用安全隔离中也发挥了重要作用，例如在实现Servlet3.0标准的“ServletContainerInitializer”应用自启动机制中，Tomcat采用了一套遵循“Service Provider”标准的服务查找实现“WebappServiceLoader”，这一实现与标准“ServiceLoader”有所区别，主要在于查找服务提供者文件的位置不同。

       “Service Provider”机制不仅扩展了JDK已有服务，如脚本引擎、字符集、文件系统、网络通讯等，还成为了扩展这些服务的标准选择。以脚本引擎ScriptEngine为例，Java内置了NashornScriptEngine支持直接解析和运行JavaScript脚本。通过“Service Provider”机制，我们可以轻松扩展ScriptEngine，支持其他脚本语言，如Python。ScriptEngineManager正是通过“ServiceLoader.load()”方法来发现所有脚本引擎实现，以实现动态加载。

       Servlet3.0的设计中，“ServletContainerInitializer”提供者通过“Service Provider”机制被发现并创建实例，进而触发用户自定义的初始化过程。例如，在Tomcat的源码中，`ContextConfig`和`StandardContext`类实现了这一机制，用于初始化Web应用。日志框架logback和Spring框架都利用了Servlet3.0的这一机制来初始化日志实现和Bean与服务提供者的集成，而Spring-Boot则进一步实现了Web应用拉起工具基类`SpringBootServletInitializer`，使得在Servlet容器中轻松启动Spring应用成为可能。最新版本的日志外观slf4j2.0和Logback1.3也采用“Service Provider”机制来加载日志实现。

       “Service Provider”机制的重要性体现在众多知名开源软件中的重视上，它不仅影响了开源软件的发展方向，而且对于想要为开源软件贡献代码，或者设计可扩展组件的架构师来说，掌握“Service Provider”机制是必不可少的技能。

I/O 简要分析

       本文将从文件IO、网络IO和Java IO接口三个方面来分析IO操作。

       一、文件IO

       一般情况下，我们通过调用read/write接口来进行IO操作，这种操作被称为标准IO，其会先经过页面缓存提高性能。直接IO则会直接作用到磁盘，优点是减少数据拷贝和系统调用消耗，降低CPU使用率和内存占用。还有一种mmap方法，即将文件或对象映射到进程地址空间，减少一次数据拷贝和系统调用。

       二、网络IO

       网络IO由Linux内核统一处理，包括socket读写、数据准备和数据复制两个阶段。网络IO模型包括同步阻塞、同步非阻塞、多路复用、信号驱动和异步IO。同步阻塞IO导致进程阻塞直到数据准备好。同步非阻塞IO则允许进程在等待数据时执行其他操作。多路复用IO则允许同时监听多个连接。信号驱动IO允许在数据准备时发送信号，而异步IO允许在调用后直接获得结果。

       三、Java IO接口

       Java IO接口包括BIO（同步阻塞IO）、NIO（同步非阻塞IO）、AIO（异步非阻塞IO）和Okio。BIO使用InputStream/OutputStream进行IO操作，NIO基于多路复用原理，使用channel、selector和Buffer处理多个连接。AIO在NIO基础上实现数据准备和拷贝的异步操作。Okio是Java IO的封装和优化，提供Sink、Source、TimeOut和Segment等核心类简化IO操作。

       总的来说，通过文件IO、网络IO和Java IO接口的不同模型，我们可以实现高效且灵活的IO操作。不同场景下选择合适的IO模型能够显著提高程序性能和效率。对于Okio的具体使用和详细架构，读者可以进一步探索其源码以深入了解。

第讲 |Java有几种文件拷贝方式？哪一种最高效？

       Java文件拷贝方式多种多样，主要包括利用java.io类库直接构建FileInputStream读取源文件，再构建FileOutputStream进行写入，或利用java.nio类库提供的transferTo或transferFrom方法。Java标准类库提供了Files.copy实现文件拷贝。在效率上，NIO transferTo/From方案可能更快，因为它能更高效地利用操作系统底层机制，减少不必要的拷贝和上下文切换。

       从实践角度，没有明确说NIO transfer的方案一定最快，真实情况也未必如此。面试官考察的是如何将猜测变成可验证的结论，思考方式比记住结论更重要。从技术角度，拷贝实现机制分析需要理解用户态空间和内核态空间，以及上下文切换带来的额外开销。NIO transferTo的实现方式在Linux和Unix上利用零拷贝技术，避免用户态参与，减少上下文切换和内存拷贝，提高应用拷贝性能。拷贝实现机制分析还需要关注Java IO/NIO源码结构，Java标准库的文件拷贝方法内部实现细节。

       提高IO操作性能的原则包括掌握NIO Buffer，了解Buffer的基本属性和操作，并熟悉Direct Buffer和垃圾收集机制。Direct Buffer在大数据量IO密集操作中有优势，但在创建和销毁过程中增加开销，适用于长期使用、数据较大的场景。Direct Buffer的内存管理需要关注内存设置、垃圾收集问题及回收策略。使用Native Memory Tracking（NMT）特性可以诊断Direct Buffer内存占用问题，但需要注意NMT对性能的影响。