使用异步处理IO的方式,使用一个线程,处理大量的链接。
先对NIO原理和通信模型做一些了解。
1. 由一个专门的线程来处理所有的 IO 事件,并负责分发。
2. 事件驱动机制:事件到的时候触发,而不是同步的去监视事件。 3. 线程通讯:线程之间通过 wait,notify 等方式通讯。保证每次上下文切换都是有意义的。减少无谓的线程切换。Java NIO的服务端只需启动一个专门的线程来处理所有的 IO 事件,这种通信模型是怎么实现的呢?呵呵,我们一起来探究它的奥秘吧。java NIO采用了双向通道(channel)进行数据传输,而不是单向的流(stream),在通道上可以注册我们感兴趣的事件。一共有以下四种事件:
事件名 | 对应值 |
服务端接收客户端连接事件 | SelectionKey.OP_ACCEPT(16) |
客户端连接服务端事件 | SelectionKey.OP_CONNECT(8) |
读事件 | SelectionKey.OP_READ(1) |
写事件 | SelectionKey.OP_WRITE(4) |
服务端和客户端各自维护一个管理通道的对象,我们称之为selector,该对象能检测一个或多个通道 (channel) 上的事件。我们以服务端为例,如果服务端的selector上注册了读事件,某时刻客户端给服务端发送了一些数据,阻塞I/O这时会调用read()方法阻塞地读取数据,而NIO的服务端会在selector中添加一个读事件。服务端的处理线程会轮询地访问selector,如果访问selector时发现有感兴趣的事件到达,则处理这些事件,如果没有感兴趣的事件到达,则处理线程会一直阻塞直到感兴趣的事件到达为止。下面是我理解的java NIO的通信模型示意图:
package priv.lee.paradise.nioserver.listen;import priv.lee.paradise.nioserver.distribute.DoGetOperater;import priv.lee.paradise.nioserver.distribute.DoPostOperater;import priv.lee.paradise.nioserver.util.SocketUtil;import java.nio.channels.SocketChannel;/** * Created by li on 2016/12/12. * 当所监听的端口有连接进来的时候,可通过端口监听器通知观察者进行下一步操作。 */class ListenerObserver { /** * 当有新连接进来的时候,会通知该类调用静态方法。 * 每传入一个新的socketChannel会新建一个线程对其进行处理。 * * @param socketChannel 客户端和服务器的嵌套字。 */ static void acceptNotify(SocketChannel socketChannel) { String requestInfo = SocketUtil.getRequest(socketChannel); System.out.println(requestInfo); if (requestInfo.contains("GET")) { DoGetOperater doGetOperater = new DoGetOperater(socketChannel, requestInfo); doGetOperater.doGet(); } if (requestInfo.contains("POST")) { DoPostOperater doPostOperater = new DoPostOperater(requestInfo, socketChannel); doPostOperater.doPost(); } }}
package priv.lee.paradise.nioserver.listen;import java.net.InetSocketAddress;import java.nio.channels.SelectionKey;import java.nio.channels.Selector;import java.nio.channels.ServerSocketChannel;import java.nio.channels.SocketChannel;import java.util.Iterator;/** * Created by li on 2016/12/11. * 使用nio创建的端口监听器。本类不再使用静态方法。 */public class PortListener { private int port; private Selector selector; /** * 初始化监听器,要创建监听器必须传入端口号 * param:port 端口号。 * return:null */ public PortListener(int port) { this.port = port; init(); } /** * 初始化端口监听器,获取通道、注册事件。 * param:null; * return:null */ private void init() { ServerSocketChannel serverSocketChannel = getServerSocketChannel(); selector = getSelector(); registerEvent(serverSocketChannel, selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); } /** * 开始监听事件。 */ public void startListening() { System.out.println("开始监听" + port + "号端口"); while (!Thread.interrupted()) { handleEvent(); } } /** * 但监听器监听到注册过的事件到来的时候, * selector.select();为线程阻塞方法,当感兴趣的事件到来的时候才会触发这个方法。 */ private void handleEvent() { try { selector.select(); Iterator iterator = selector.selectedKeys().iterator(); while (iterator.hasNext()) { SelectionKey key = (SelectionKey) iterator.next(); if (key.isAcceptable()) { handleAcceptableEvent(key); } else if (key.isReadable()) { handleReadableEvent(key); } iterator.remove(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } /** * 处理一个可读的事件。 * * @param key 可读事件 */ private void handleReadableEvent(SelectionKey key) { SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel(); ListenerObserver.acceptNotify(socketChannel); } /** * 处理Acceptable事件 * * @param key 以注册是的事件触发。并向选择器注册读取事件。 */ private void handleAcceptableEvent(SelectionKey key) { ServerSocketChannel serverSocketChannel; try { serverSocketChannel = (ServerSocketChannel) key.channel(); SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept(); socketChannel.configureBlocking(false); socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } /** * 获取一个ServerSocketChannel对象,并对其进行一些配置。 * param:null。 * return:ServerSocketChannel */ private ServerSocketChannel getServerSocketChannel() { ServerSocketChannel serverSocketChannel = null; try { serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); serverSocketChannel.configureBlocking(false); serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port)); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return serverSocketChannel; } /** * 获取一个选择器。 * param:null * return Selector. */ private Selector getSelector() { Selector selector = null; try { selector = Selector.open(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return selector; } /** * 为通道注册选择器要监听的事件。 * * @param serverSocketChannel 待监测的通道。 * @param selector 选择器 * @param opAccept 待监听的事件选项(int)。 */ private void registerEvent(ServerSocketChannel serverSocketChannel, Selector selector, int opAccept) { try { serverSocketChannel.register(selector, opAccept); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }}