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Socket

내가 하고 싶은거 소켓에 대한 계략적 설명과 사용
다음에 자바로 소켓 프로그래밍하는 법
프록시 패턴을 하던 중에 RMI를 이용하면 원격 프록시를 만들 수 있다고 하더라. 그래서 찾다가 찾다가 보니 결국 모든 것은 하나로 이어진다는 것을 알았다. 결론부터 말하면 RMI도 결국 Socket기반이다. 그래서 Socket 프로그래밍을 할줄 알면 RMI는 쉬울 수 있다는 결론이 났다. 그래서 계략적으로 가지고 놀아볼 예정이다.

선행지식

소켓이란

구성요소
소켓 특징
흐름
구현 방법
서버
클라이언트
포트지정 bind
O
X
수신 대기 listen
O
X
지정된 포트에 대해 원격 장비의 연결 받기 accept
O
X
원격 장비에 연결 connect
O
O
데이터보내기 send
O
O
데이터 받기 recv
O
O
연결 닫기 close
O
O
JAVA Socket을 이용한 1:1 채팅 서버

유용한 메서드

유용한 사용방법

알아 두면 좋음

선행 지식
[OS] 프로세스 간 통신 방법(Inter Process Communication, IPC)
개념 프로세스들 간의 의사소통하는 것을 IPC라고 한다. 프로세스가 통신 가능하다는 것은 서로 다른 프로세스가 데이터를 주고 받을 수 있다는 것이며, 동시에 접근 가능한 메모리 즉, 프로세스들이 공유하는 메모리가 필요하다는 뜻이다. 따라서 컴퓨터 내부에서 보다 효율적으로 정보를 주고 받기 위한 통신의 일종이라고 생각하면 되고, 인터넷 통신을 IPC의 확장으로 이해할 수 있다. (프로세스간 통신이 서버-클라이언트 간 통신과 유사하기 때문) 프로세스간 통신을 위해 '파이프'와 같은 개념이 등장하게 되었다. 💡 스레드 간 통신보다 프로세스 간 통신이 어려운 이유 프로세스와 스레드의 차이를 알고 있다면 이해하기 쉽다. 우리는 fork와 같은 함수로 프로세스를 pthread_create와 같은 함수로 쓰레드를 각..
https://dar0m.tistory.com/233
운영체제
사용자가 자원의 관리나 할당에 신경을 쓰지 않고 처리할 수 있는 것들을 제공해서 편리하게 사용자들이 쓸 수 있게 해주는 것
운영체제의 모드
사용자 모드
사용하는 대부분의 프로그램들이 동작하는 모드
커널 모드
운영체제 내부의 커널이 관리하는 프로세스의 모드
즉, 애플리케이션 → 사용자 모드 운영체제 요청 받음 → 커널모드 운영체제 요청 받음 → 실제 하드웨어 동작
NIO를 지탱하는 기술 정리
1. 운영체제에서 I/O작업을 할려면 os에 요청을 보내야함. 2. 이 운영체제는 그래서 h/w를 제어해서 가져옴 3. 문제는 운영체제가 막바로 h/w에 접근하는게 아니라 모드가 나눠짐(보안 때문에 나눔. 사용자가 직접 h/w 자원을 건드리지 못하게 할려고) - 유저 모드 - 애플리케이션 레벨에서 요청을 받는 통로 - 커널 모드 - 유저 모드에서 넘어온 요청을 바탕으로 h/w를 제어 4. 이를 시스템 콜이라고 부름 즉, jvm → 시스템 콜 → 커널 → 디스크컨트롤러 → 커널 버퍼 복사 → jvm 버퍼 복사 5. 근데 자바는 직접적으로 커널모드에 콜을 보내는게 아님 6. JVM위에서 동작하기 때문에 이를 통해 콜을 보냄(그래서 타 언어에 비해서 I/O작업 성능이 현저히 느림) 7. 일단은 운영체제에서는 어떤식으로 시스템 콜을 효율화 시켰느냐면 아래와 같음 - 버퍼 사용 - 버스로 옮기기 - Scatter/Gather 사용 - n 개의 버퍼가 있으면 커널모드에서 n 번의 시스템 콜이 일어남 그러면 비효율 그래서 여기서 커널이 하나의 버퍼만 사용하도록 하는거 - 자바 Selector와 비슷한 맥락 - 가상메모리 사용 - 4.에 보면 복사라는 키워드가 있음 근데 결국 복사는 원본과 동일한 어떠한 복사본을 만들기에 느려짐 그래서 주소만 가지고 있도록하는 기술, 아래와 같음 - 메모리 맵 파일 - 위의 가상메모리를 구현하는 방법이다. 즉 가상 메모리라는건 논리적 개념이고 메모리 맵 파일은 물리적인 기술이다. - 파일락 - 위의 메모리 맵 파일을 만들어서 들고가라고 하다가 충돌 날 수 있다. 그래서 락거는거 방법은 두가지 베타락(쓰기), 공유락(읽기)
실제로는 1이라는 주소만 들고 있고 커널에서 jvm 버퍼측으로 1을 전달 해서 “야 찾아가라.” 하는거임 가상메모리
idx
1
2
3
….
100
data
어쩌고.txt
배고프다.xls
로또당첨기원.exe
…..
어휴.mp4
8.
그럼 자바에서 어떻게 I/O작업 성능을 향상 시켰느냐 - 버퍼 도입 - 네이티브 I/O 서비스를 제공하는 채널 도입(양방향 + 직접 시스템 메모리 버퍼에 데이터 쓰고, 읽기 가능) - 셀렉터 도입 - 젤 초기는 Server Thread = Client 수 이렇게 1:1로 만듦 근데 이러면 서버터짐, 그래서 Server Thread 1개 = n 개의 Client 이런식으로 작업했다. 이게 폴링 방식 근데 셀렉터 도입이후 바뀜 그래서 예제가 잘못된 경우가 정말많음
자바 1.4의 새로운 입출력, NIO API 3부 - 논블럭킹 I/O와 Selector
논블럭킹 IO에 대해서 살펴보고, Selector를 이용한 논블럭킹 IO의 사용법을 알아본다. 블럭킹 IO와 논블럭킹 IO 자바 1.5가 조만간 정식 버전이 출시될 것으로 기대되고 있기는 하지만, 필자가 앞서 썻던 자바 1.4의 새로운 입출력 API인 NIO와 관련된 글을 끝맺음하고자 NIO API의 마지막 주제인 'Selector'와 '논블럭킹 IO'에 대해서 살펴보고자 한다. 먼저 1.4 이전의 입출력 코드에 대해서 살펴보도록 하자. 1.4 이전의 입출력 프로그램에서의 기본적인 입출력 메소드는 모두 블럭킹되었다. 예를 들어, ServerSocket의 accept() 메소드의 경우 클라이언트로부터의 연결 요청이 들어올 때 까지 블럭킹된다. Socket socket = serverSocket.accept..
https://javacan.tistory.com/entry/87
폴링 방식에 대한 이해
버퍼를 쓸때 안쓸때는 거의 2배 차이 읽기 속도 더 날 수 있음
버퍼
본격 NIO
채널은 스트림의 확장, 발전 형태가 아님 - 게이트웨이라 볼 수 있다.
파일 채널은 추상형이다. 꺼내서 써라
파일 채널은 스레드에 안전하다.
기타 락킹도 알아둬라.
github.com
https://github.com/brewagebear/blog-example/tree/main/nio-example/src/main/java/nio_copy
파일 채널 예제 속도비교
기존 지금 내 코드에서는 n:m 만큼의 Thread를 생성
그래서 고치면 폴링 방식이 된다.
그걸 더 발전 시키면 selector를 이용한 멀티플렉싱 ← 얘를 할려면 채널이랑 selector 조합이 필요
근데 만드는 것 자체는 간단하다. 구현체가 이미 존재해서
문제는 selector 이놈인데 reactor 패턴이라는 놈이 또 있다. 얼핏 보기에 내 생각에는 옵져버의 인프라 버전인 것 같다. [핸들러, 이벤트] 한묶음으로 어디 담아 두고, 요청감지기로 기다리다가 요청이 들어오면 저 핸들러 묶음으로 요청을 던져버리고 실행까지 시키는 형태인것같다.
[1] Reactor Pattern
리액터 패턴이란 동시적으로 발생하는 I/O 혹은 이벤트들을 서비스 핸들러를 통해 Demultiplexing하고 그 결과들을 각각의 할당된 Request Handler 를 통해 수행하는 패턴입니다. 우선 이 패턴에 대해서 알아보기 전에, 필요한 사전 개념들과 시나리오에 대해 이야기 해봅시다. Blocking I/O 일반적인 Blocking I/O 에서는 해당 작업이 수행될때까지 프로세스나 쓰레드가 작업을 멈추고 기다립니다. 그러다보니, Blocking I/O로 구현된 웹 서버는 여러 요청을 하나의 쓰레드에서 수행할 수 없게 됩니다. 대표적인 예로 버전 2.x Django가 있습니다. (3.0부터는 코루틴 방식으로 비동기 프로그래밍이 가능하다고 합니다) Blocking I/O를 사용한 채로 여러 요청들을 동..
https://riverandeye.tistory.com/entry/1-Reactor-Pattern
일단은 요까지만 하고 기존의 멀티 쓰레드 모델의 단점은
1.
많이 만들면 컨텍스트 스위치 부하가 심함(상대적으로)
2.
컴퓨터 리소스 부하가 심함(별로도 스택이 존재해서 1000만개 생긴다고 생각하면 엄청난 양의 부하가 생김, OOM 발생우려)
3.
빈번한 생성과 삭제로 인한 가비지(GC의 가장 큰 단점인 stw가 발생함 그럼 세상이 멈춤)
이 문제들 때문에 비블록킹 모델과 셀렉터가 등장
결과적으로 accept이게 블록되니깐 어쩔 수 없이 쓰레드를 클라이언트 마다 생성할 수 밖에 없었다.
자바 NIO의 동작원리 및 IO 모델
STEP 1. 바이트 코드(ByteBuffer) STEP 2. 채널(Channel) STEP 2.1 ScatteringByteChannel, GatheringByteChannel STEP 2.2 파일채널(FileChannel) STEP 2.2.1 파일채널의 특징 STEP 2.2.2 파일채널의 속성 STEP 2.3 소켓채널(SocketChannel) STEP 3. 셀렉터(Selector) STEP 3.1 기존의 네트워크 프로그래밍 모델의 단점 STEP 3.2 비블록킹 모델과 셀렉터 동작원리 STEP 3.2.1 SelectableChannel STEP 3.2.2 SelectionKey STEP 3.2.3 Selector STEP 4. 간단한 채팅 어플리케이션 예제 및 I/O 모델 STEP 4.1 I/O 모델 STEP 4.2 간단한 채팅 어플리케이션 IO & NIO 예제 개요 이전 포스팅 시스템 콜과 자바에서의 시스템 콜 사용례 에서는 시스템 콜이 어떤 것이고, 자바에서 시스템 콜이 주…
https://brewagebear.github.io/fundamental-nio-and-io-models/
멀티플렉싱 기반의 다중 접속 서버로 가기까지
소켓이란?소켓은 네트워크 상에서 서버와 클라이언트 두개의 프로그램이 특정 포트를 통해 양방향 통신이 가능하도록 만들어주는 추상화된 장치입니다. 메모리의 유저 공간에 존재하는 프로세스(서버, 클라이언트)는 커널 공간에 생성된 소켓을 통해 데이터를 송수신할 수 있습니다. 소켓은 아래와 같이 지역(로컬) IP 주소, Port 번호와 상대방의 IP 주소와 Port
https://jongmin92.github.io/2019/02/28/Java/java-with-non-blocking-io/#결과-확인-1
멀티프로세서, 멀티스레드, 멀티플렉싱의 문제점과 고찰

이분 설명이 좋음 다른 것도 보고 왔는데 진짜 설명이 기가 맥힘

유저영역과 커널영역 혹은 유저모드와 커널모드
운영체제가 하는 일은 여러가지가 있지만, 컴퓨터의 메모리를 관리하는 일은 운영체제가 하는 여러 일들 가...
https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=sheep_horse&logNo=221271778167
유저모드와 커널모드에 대한 재미있는 설명