設計模式

1、策略模式

有時候你想發射單排子彈，有時候你想發射雙排子彈。
當你想有不同的子彈發射方式時，應該怎么做才能在盡可能少的修改代碼的前提下，快速完成這些子彈發射策略的切換呢？

辦法就是，你寫一個Interface，讓不同的策略去實現這個Interface。
你去通過配置文件，選擇你想要的子彈發射方式。
在子彈發射邏輯中，通過反射獲取策略對應的類，然后直接調用接口的實現方法。

2、責任鏈模式

責任鏈模式，類似于 Servlet 的 Filter

在坦克大戰游戲中，你怎么判斷兩個游戲物體的碰撞？通過 if - else 暴力遍歷嗎？這樣不好，因為如果你想加入新的規則，對代碼的改動太大了。

使用碰撞器
你可以寫很多種不同的碰撞器（碰撞規則），每一個碰撞器是一個獨立的類，去實現Collider接口。
然后，通過每一個collider的返回值，控制當前的鏈條是否要繼續。（如果在當前碰撞器中已經發生了碰撞，則后面的鏈條就不需要執行了）
你比如說，子彈、坦克相撞的碰撞器可以這樣定義：

寫完很多碰撞器之后，怎么在邏輯中檢測是否發生了各種碰撞之一呢？

你可以通過編寫配置文件，在邏輯中反射獲取所有你需要加載的碰撞器，放在一個list里面（colliders是一個list）

通過遍歷這個裝有各種碰撞器的list，去檢測每一種碰撞是否發生。

用這種方式，當你想要添加新的碰撞規則時，你只需要在碰撞器包下，新建一個碰撞器，然后在配置文件中把新的碰撞器添加進去，就可以啦。代碼就會變得非常靈活，擴展方便。

3、Facade 門面模式

根據MVC，進行Model和View的分離，寫一個GameModel類，將來所有的Model都可以放在GameModel中

4、Mediator 調停者模式

如果你有非常復雜的業務邏輯（比如說在我們的坦克大戰中，坦克坦克碰撞，坦克子彈碰撞，子彈和墻碰撞，…），這時候我們專門給這些復雜的業務邏輯單獨寫一個調停者。

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網絡模型

TCP的模型有下面三種：BIO，NIO，AIO

1、BIO

BIO 是阻塞式的 IO，需要等待。

• 等待客戶端的連接，連接后，會拋出一個線程
• 等待客戶端發送消息

服務端：

package com.bjmashibing.system.io;import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket;public class SocketServer {public static void main(String[] args) throws Exception {ServerSocket server = new ServerSocket(9090, 20);while (true) {Socket client = server.accept(); //阻塞1,等待客戶端連接，連接后拋出一個線程new Thread(() -> {InputStream in = null;try {in = client.getInputStream();BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));while (true) {String dataline = reader.readLine(); //阻塞2，等待客戶端發來消息if (null != dataline) {System.out.println(dataline);} else {client.close();break;}}System.out.println("客戶端斷開");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}).start();}} }

客戶端：

package com.bjmashibing.system.io;import java.io.*; import java.net.Socket;/*** @author: 馬士兵教育* @create: 2020-05-17 16:18*/ public class SocketClient {public static void main(String[] args) {try {Socket client = new Socket("192.168.150.11", 9090);client.setSendBufferSize(20);client.setTcpNoDelay(true);OutputStream out = client.getOutputStream();InputStream in = System.in;BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));while (true) {String line = reader.readLine();if (line != null) {byte[] bb = line.getBytes();for (byte b : bb) {out.write(b);}}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}} }

2、NIO (Non Blocking IO)

非阻塞式的，叫ServerSocket
非阻塞式的，叫ServerSocketChannel

package com.bjmashibing.system.io;import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.*; import java.util.HashMap; import java.util.Iterator; import java.util.Set;public class SocketMultiplexingSingleThreadv1 {//這個代碼看不懂的話，可以去看馬老師的坦克 一、二期（netty）private ServerSocketChannel server = null;private Selector selector = null; //linux 多路復用器（select poll epoll kqueue） nginx event{}int port = 9090;public void initServer() {try {server = ServerSocketChannel.open();server.configureBlocking(false); // 設置成非阻塞server.bind(new InetSocketAddress(port)); // 綁定監聽的端口號//如果在epoll模型下，Selector.open()其實完成了epoll_create，可能給你返回了一個 fd3selector = Selector.open(); // 可以選擇 select poll *epoll，在linux中會優先選擇epoll 但是可以在JVM使用-D參數修正//server 約等于 listen 狀態的 fd4/*server.register()初始化過程如果在select，poll的模型下，是在jvm里開辟一個數組，把fd4放進去如果在epoll的模型下，調用了epoll_ctl(fd3,ADD,fd4,關注的是EPOLLIN*/server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public void start() {initServer();System.out.println("服務器啟動了。。。。。");try {while (true) {Set<SelectionKey> keys = selector.keys();System.out.println(keys.size() + " size");//1,調用多路復用器(select,poll or epoll(實質上是調用的epoll_wait))/*java中的select()是啥意思：1，如果用select，poll 模型，其實調的是內核的select方法，并傳入參數（fd4），或者poll(fd4)2，如果用epoll模型，其實調用的是內核的epoll_wait()注意：參數可以帶時間。如果沒有時間，或者時間是0，代表阻塞。如果有時間，則設置一個超時時間。方法selector.wakeup()可以外部控制讓它不阻塞。這時select的結果返回是0。懶加載：其實再觸碰到selector.select()調用的時候觸發了epoll_ctl的調用*/while (selector.select(500) > 0) {Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys(); //拿到返回的有狀態的fd集合Iterator<SelectionKey> iter = selectionKeys.iterator(); // 轉成迭代器//所以，不管你是啥多路復用器，你只能告訴我fd的狀態，我還得一個一個的去處理他們的R/W。同步好辛苦！！！//我們之前用NIO的時候，需要自己對著每一個fd調用系統調用，浪費資源，那么你看，這里是不是調用了一次select方法，知道具體的那些可以R/W了？是不是很省力？while (iter.hasNext()) {SelectionKey key = iter.next();iter.remove(); //這時一個set，不移除的話會重復循環處理if (key.isAcceptable()) { //我前邊強調過，socket分為兩種，一種是listen的，一種是用于通信 R/W 的//這里是重點，如果要去接受一個新的連接//語義上，accept接受連接且返回新連接的FD，對吧？//那新的FD怎么辦？//如果使用select，poll的時候，因為他們內核沒有空間，那么在jvm中保存，和前邊的fd4那個listen的放在一起//如果使用epoll的話，我們希望通過epoll_ctl把新的客戶端fd注冊到內核空間acceptHandler(key);} else if (key.isReadable()) {readHandler(key);//在當前線程，這個方法可能會阻塞，如果阻塞了十年，其他的IO早就沒電了。。。//所以，為什么提出了 IO THREADS，我把讀到的東西扔出去，而不是現場處理//你想，redis是不是用了epoll？redis是不是有個io threads的概念？redis是不是單線程的？//你想，tomcat 8,9版本之后，是不是也提出了一種異步的處理方式？是不是也在 IO 和處理上解耦？//這些都是等效的。}}}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public void acceptHandler(SelectionKey key) {try {ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel) key.channel();SocketChannel client = ssc.accept(); //來啦，目的是調用accept接受客戶端 fd7client.configureBlocking(false);ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(8192); //前邊講過了// 0.0 我類個去//你看，調用了register/*select，poll： jvm里開辟一個數組 fd7 放進去epoll： epoll_ctl(fd3,ADD,fd7,EPOLLIN*/client.register(selector, SelectionKey.OP_READ, buffer);System.out.println("新客戶端：" + client.getRemoteAddress());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public void readHandler(SelectionKey key) {SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();buffer.clear();int read = 0;try {while (true) {read = client.read(buffer);if (read > 0) {buffer.flip();while (buffer.hasRemaining()) {client.write(buffer);}buffer.clear();} else if (read == 0) {break;} else {client.close();break;}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public static void main(String[] args) {SocketMultiplexingSingleThreadv1 service = new SocketMultiplexingSingleThreadv1();service.start();} }

3、AIO

AIO 是異步的模型，使用的是 callback / hook / templateMethod 回調，是基于事件模型的 IO
AIO只有Window支持（內核中使用CompletionPort完成端口），而在Linux上的AIO只不過是對NIO的封裝而已（是基于epoll的輪詢）。
所以Netty封裝的是NIO

package com.mashibing.io.aio;import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.AsynchronousServerSocketChannel; import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel; import java.nio.channels.CompletionHandler;public class Server {public static void main(String[] args) throws Exception {final AsynchronousServerSocketChannel serverChannel = AsynchronousServerSocketChannel.open().bind(new InetSocketAddress(8888));serverChannel.accept(null, new CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Object>() {@Overridepublic void completed(AsynchronousSocketChannel client, Object attachment) {serverChannel.accept(null, this);try {System.out.println(client.getRemoteAddress());ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);client.read(buffer, buffer, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() {@Overridepublic void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {attachment.flip();System.out.println(new String(attachment.array(), 0, result));client.write(ByteBuffer.wrap("HelloClient".getBytes()));}@Overridepublic void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {exc.printStackTrace();}});} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}@Overridepublic void failed(Throwable exc, Object attachment) {exc.printStackTrace();}});while (true) {Thread.sleep(1000);}} }

使用線程組的AIO

package com.mashibing.io.aio;import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.AsynchronousChannelGroup; import java.nio.channels.AsynchronousServerSocketChannel; import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel; import java.nio.channels.CompletionHandler; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors;public class ServerWithThreadGroup {public static void main(String[] args) throws Exception {ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();AsynchronousChannelGroup threadGroup = AsynchronousChannelGroup.withCachedThreadPool(executorService, 1);//中文測試final AsynchronousServerSocketChannel serverChannel = AsynchronousServerSocketChannel.open(threadGroup).bind(new InetSocketAddress(8888));serverChannel.accept(null, new CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Object>() {@Overridepublic void completed(AsynchronousSocketChannel client, Object attachment) {serverChannel.accept(null, this);try {System.out.println(client.getRemoteAddress());ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);client.read(buffer, buffer, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() {@Overridepublic void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {attachment.flip();System.out.println(new String(attachment.array(), 0, result));client.write(ByteBuffer.wrap("HelloClient".getBytes()));}@Overridepublic void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {exc.printStackTrace();}});} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}@Overridepublic void failed(Throwable exc, Object attachment) {exc.printStackTrace();}});while (true) {Thread.sleep(1000);}} }

4、Nettty

Netty主要用于網絡通信。很多網頁游戲的服務器都是用Netty寫的。
Tomcat，Zookeeper，很多開源分布式的底層都是netty寫的。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的坦克大战 - 设计模式、BIO、NIO、AIO、Netty的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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