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Java 非阻塞 IO 和异步 IO

發布時間:2023/12/3 java 30 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 Java 非阻塞 IO 和异步 IO 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

轉載自?Java 非阻塞 IO 和異步 IO

上一篇文章介紹了 Java NIO 中 Buffer、Channel 和 Selector 的基本操作,主要是一些接口操作,比較簡單。

本文將介紹非阻塞 IO?和異步 IO,也就是大家耳熟能詳的 NIO 和 AIO。很多初學者可能分不清楚異步和非阻塞的區別,只是在各種場合能聽到異步非阻塞這個詞。

本文會先介紹并演示阻塞模式,然后引入非阻塞模式來對阻塞模式進行優化,最后再介紹 JDK7 引入的異步 IO,由于網上關于異步 IO 的介紹相對較少,所以這部分內容我會介紹得具體一些。

希望看完本文,讀者可以對非阻塞 IO 和異步 IO 的迷霧看得更清晰些,或者為初學者解開一絲絲疑惑也是好的。

NIO,JDK1.4,New IO,Non-Blocking IO

NIO.2,JDK7,More New IO,Asynchronous IO,嚴格地說 NIO.2 不僅僅引入了 AIO

阻塞模式 IO

我們已經介紹過使用 Java NIO 包組成一個簡單的客戶端-服務端網絡通訊所需要的 ServerSocketChannel、SocketChannel 和 Buffer,我們這里整合一下它們,給出一個完整的可運行的例子:

1234567891011121314151617181920public class Server {????public static void main(String[] args) throws IOException {????????ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();????????// 監聽 8080 端口進來的 TCP 鏈接????????serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(8080));????????while (true) {????????????// 這里會阻塞,直到有一個請求的連接進來????????????SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();????????????// 開啟一個新的線程來處理這個請求,然后在 while 循環中繼續監聽 8080 端口????????????SocketHandler handler = new SocketHandler(socketChannel);????????????new Thread(handler).start();????????}????}}

這里看一下新的線程需要做什么,SocketHandler:

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637public class SocketHandler implements Runnable {????private SocketChannel socketChannel;????public SocketHandler(SocketChannel socketChannel) {????????this.socketChannel = socketChannel;????}????@Override????public void run() {????????ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);????????try {????????????// 將請求數據讀入 Buffer 中????????????int num;????????????while ((num = socketChannel.read(buffer)) > 0) {????????????????// 讀取 Buffer 內容之前先 flip 一下????????????????buffer.flip();????????????????// 提取 Buffer 中的數據????????????????byte[] bytes = new byte[num];????????????????buffer.get(bytes);????????????????String re = new String(bytes, "UTF-8");????????????????System.out.println("收到請求:" + re);????????????????// 回應客戶端????????????????ByteBuffer writeBuffer = ByteBuffer.wrap(("我已經收到你的請求,你的請求內容是:" + re).getBytes());????????????????socketChannel.write(writeBuffer);????????????????buffer.flip();????????????}????????} catch (IOException e) {????????????IOUtils.closeQuietly(socketChannel);????????}????}}

最后,貼一下客戶端 SocketChannel 的使用,客戶端比較簡單:

1234567891011121314151617181920212223public class SocketChannelTest {????public static void main(String[] args) throws IOException {????????SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();????????socketChannel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 8080));????????// 發送請求????????ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap("1234567890".getBytes());????????socketChannel.write(buffer);????????// 讀取響應????????ByteBuffer readBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);????????int num;????????if ((num = socketChannel.read(readBuffer)) > 0) {????????????readBuffer.flip();????????????byte[] re = new byte[num];????????????readBuffer.get(re);????????????String result = new String(re, "UTF-8");????????????System.out.println("返回值: " + result);????????}????}}

上面介紹的阻塞模式的代碼應該很好理解:來一個新的連接,我們就新開一個線程來處理這個連接,之后的操作全部由那個線程來完成。

那么,這個模式下的性能瓶頸在哪里呢?

  • 首先,每次來一個連接都開一個新的線程這肯定是不合適的。當活躍連接數在幾十幾百的時候當然是可以這樣做的,但如果活躍連接數是幾萬幾十萬的時候,這么多線程明顯就不行了。每個線程都需要一部分內存,內存會被迅速消耗,同時,線程切換的開銷非常大。
  • 其次,阻塞操作在這里也是一個問題。首先,accept() 是一個阻塞操作,當 accept() 返回的時候,代表有一個連接可以使用了,我們這里是馬上就新建線程來處理這個 SocketChannel 了,但是,但是這里不代表對方就將數據傳輸過來了。所以,SocketChannel#read 方法將阻塞,等待數據,明顯這個等待是不值得的。同理,write 方法也需要等待通道可寫才能執行寫入操作,這邊的阻塞等待也是不值得的。
  • 非阻塞 IO

    說完了阻塞模式的使用及其缺點以后,我們這里就可以介紹非阻塞 IO 了。

    非阻塞 IO 的核心在于使用一個 Selector 來管理多個通道,可以是 SocketChannel,也可以是 ServerSocketChannel,將各個通道注冊到 Selector 上,指定監聽的事件。

    之后可以只用一個線程來輪詢這個 Selector,看看上面是否有通道是準備好的,當通道準備好可讀或可寫,然后才去開始真正的讀寫,這樣速度就很快了。我們就完全沒有必要給每個通道都起一個線程。

    NIO 中 Selector 是對底層操作系統實現的一個抽象,管理通道狀態其實都是底層系統實現的,這里簡單介紹下在不同系統下的實現。

    select:上世紀 80 年代就實現了,它支持注冊 FD_SETSIZE(1024) 個 socket,在那個年代肯定是夠用的,不過現在嘛,肯定是不行了。

    poll:1997 年,出現了 poll 作為 select 的替代者,最大的區別就是,poll 不再限制 socket 數量。

    select 和 poll 都有一個共同的問題,那就是它們都只會告訴你有幾個通道準備好了,但是不會告訴你具體是哪幾個通道。所以,一旦知道有通道準備好以后,自己還是需要進行一次掃描,顯然這個不太好,通道少的時候還行,一旦通道的數量是幾十萬個以上的時候,掃描一次的時間都很可觀了,時間復雜度 O(n)。所以,后來才催生了以下實現。

    epoll:2002 年隨 Linux 內核 2.5.44 發布,epoll 能直接返回具體的準備好的通道,時間復雜度 O(1)。

    除了 Linux 中的 epoll,2000 年 FreeBSD 出現了?Kqueue,還有就是,Solaris 中有?/dev/poll。

    前面說了那么多實現,但是沒有出現 Windows,Windows 平臺的非阻塞 IO 使用 select,我們也不必覺得 Windows 很落后,在 Windows 中 IOCP 提供的異步 IO 是比較強大的。

    我們回到 Selector,畢竟 JVM 就是這么一個屏蔽底層實現的平臺,我們面向 Selector 編程就可以了。

    之前在介紹 Selector 的時候已經了解過了它的基本用法,這邊來一個可運行的實例代碼,大家不妨看看:

    1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162public class SelectorServer {????public static void main(String[] args) throws IOException {????????Selector selector = Selector.open();????????ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open();????????server.socket().bind(new InetSocketAddress(8080));????????// 將其注冊到 Selector 中,監聽 OP_ACCEPT 事件????????server.configureBlocking(false);????????server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);????????while (true) {????????????// 需要不斷地去調用 select() 方法獲取最新的準備好的通道????????????int readyChannels = selector.select();????????????if (readyChannels == 0) {????????????????continue;????????????}????????????Set<SelectionKey> readyKeys = selector.selectedKeys();????????????// 遍歷????????????Iterator<SelectionKey> iterator = readyKeys.iterator();????????????while (iterator.hasNext()) {????????????????SelectionKey key = iterator.next();????????????????iterator.remove();????????????????if (key.isAcceptable()) {????????????????????// 有已經接受的新的到服務端的連接????????????????????SocketChannel socketChannel = server.accept();????????????????????// 有新的連接并不代表這個通道就有數據,????????????????????// 這里將這個新的 SocketChannel 注冊到 Selector,監聽 OP_READ 事件,等待數據????????????????????socketChannel.configureBlocking(false);????????????????????socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);????????????????} else if (key.isReadable()) {????????????????????// 有數據可讀????????????????????// 上面一個 if 分支中注冊了監聽 OP_READ 事件的 SocketChannel????????????????????SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();????????????????????ByteBuffer readBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);????????????????????int num = socketChannel.read(readBuffer);????????????????????if (num > 0) {????????????????????????// 處理進來的數據...????????????????????????System.out.println("收到數據:" + new String(readBuffer.array()).trim());????????????????????????socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE);????????????????????} else if (num == -1) {????????????????????????// -1 代表連接已經關閉????????????????????????socketChannel.close();????????????????????}????????????????}????????????????else if (key.isWritable()) {????????????????????// 通道可寫????????????????????// 給用戶返回數據的通道可以進行寫操作了????????????????????SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();????????????????????ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap("返回給客戶端的數據...".getBytes());????????????????????socketChannel.write(buffer);????????????????????// 重新注冊這個通道,監聽 OP_READ 事件,客戶端還可以繼續發送內容過來????????????????????socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);????????????????}????????????}????????}????}}

    至于客戶端,大家可以繼續使用上一節介紹阻塞模式時的客戶端進行測試。

    NIO.2 異步 IO

    More New IO,或稱 NIO.2,隨 JDK 1.7 發布,包括了引入異步 IO 接口和 Paths 等文件訪問接口。

    異步這個詞,我想對于絕大多數開發者來說都很熟悉,很多場景下我們都會使用異步。

    通常,我們會有一個線程池用于執行異步任務,提交任務的線程將任務提交到線程池就可以立馬返回,不必等到任務真正完成。如果想要知道任務的執行結果,通常是通過傳遞一個回調函數的方式,任務結束后去調用這個函數。

    同樣的原理,Java 中的異步 IO 也是一樣的,都是由一個線程池來負責執行任務,然后使用回調或自己去查詢結果。

    大部分開發者都知道為什么要這么設計了,這里再啰嗦一下。異步 IO 主要是為了控制線程數量,減少過多的線程帶來的內存消耗和 CPU 在線程調度上的開銷。

    在 Unix/Linux 等系統中,JDK 使用了并發包中的線程池來管理任務,具體可以查看 AsynchronousChannelGroup 的源碼。

    在 Windows 操作系統中,提供了一個叫做?I/O Completion Ports?的方案,通常簡稱為?IOCP,操作系統負責管理線程池,其性能非常優異,所以在 Windows 中 JDK 直接采用了 IOCP 的支持,使用系統支持,把更多的操作信息暴露給操作系統,也使得操作系統能夠對我們的 IO 進行一定程度的優化。

    在 Linux 中其實也是有異步 IO 系統實現的,但是限制比較多,性能也一般,所以 JDK 采用了自建線程池的方式。

    本文還是以實用為主,想要了解更多信息請自行查找其他資料,下面對 Java 異步 IO 進行實踐性的介紹。

    總共有三個類需要我們關注,分別是?AsynchronousSocketChannel,AsynchronousServerSocketChannel?和?AsynchronousFileChannel,只不過是在之前介紹的 FileChannel、SocketChannel 和 ServerSocketChannel 的類名上加了個前綴?Asynchronous。

    Java 異步 IO 提供了兩種使用方式,分別是返回 Future 實例和使用回調函數。

    1、返回 Future 實例

    返回 java.util.concurrent.Future 實例的方式我們應該很熟悉,JDK 線程池就是這么使用的。Future 接口的幾個方法語義在這里也是通用的,這里先做簡單介紹。

    • future.isDone();

      判斷操作是否已經完成,包括了正常完成、異常拋出、取消

    • future.cancel(true);

      取消操作,方式是中斷。參數 true 說的是,即使這個任務正在執行,也會進行中斷。

    • future.isCancelled();

      是否被取消,只有在任務正常結束之前被取消,這個方法才會返回 true

    • future.get();

      這是我們的老朋友,獲取執行結果,阻塞。

    • future.get(10, TimeUnit.SECONDS);

      如果上面的 get() 方法的阻塞你不滿意,那就設置個超時時間。

    2、提供 CompletionHandler 回調函數

    java.nio.channels.CompletionHandler 接口定義:

    123456public interface CompletionHandler<V,A> {????void completed(V result, A attachment);????void failed(Throwable exc, A attachment);}

    注意,參數上有個 attachment,雖然不常用,我們可以在各個支持的方法中傳遞這個參數值

    123456789101112AsynchronousServerSocketChannel listener = AsynchronousServerSocketChannel.open().bind(null);// accept 方法的第一個參數可以傳遞 attachmentlistener.accept(attachment, new CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Object>() {????public void completed(??????AsynchronousSocketChannel client, Object attachment) {??????????// ??????}????public void failed(Throwable exc, Object attachment) {??????????// ??????}});

    AsynchronousFileChannel

    網上關于 Non-Blocking IO 的介紹文章很多,但是 Asynchronous IO 的文章相對就少得多了,所以我這邊會多介紹一些相關內容。

    首先,我們就來關注異步的文件 IO,前面我們說了,文件 IO 在所有的操作系統中都不支持非阻塞模式,但是我們可以對文件 IO 采用異步的方式來提高性能。

    下面,我會介紹 AsynchronousFileChannel 里面的一些重要的接口,都很簡單,讀者要是覺得無趣,直接滑到下一個標題就可以了。

    實例化:

    1AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(Paths.get("/Users/hongjie/test.txt"));

    一旦實例化完成,我們就可以著手準備將數據讀入到 Buffer 中:

    12ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);Future<Integer> result = channel.read(buffer, 0);

    異步文件通道的讀操作和寫操作都需要提供一個文件的開始位置,文件開始位置為 0

    除了使用返回 Future 實例的方式,也可以采用回調函數進行操作,接口如下:

    1234public abstract <A> void read(ByteBuffer dst,??????????????????????????????long position,??????????????????????????????A attachment,??????????????????????????????CompletionHandler<Integer,? super A> handler);

    順便也貼一下寫操作的兩個版本的接口:

    123456public abstract Future<Integer> write(ByteBuffer src, long position);public abstract <A> void write(ByteBuffer src,???????????????????????????????long position,???????????????????????????????A attachment,???????????????????????????????CompletionHandler<Integer,? super A> handler);

    我們可以看到,AIO 的讀寫主要也還是與 Buffer 打交道,這個與 NIO 是一脈相承的。

    另外,還提供了用于將內存中的數據刷入到磁盤的方法:

    1public abstract void force(boolean metaData) throws IOException;

    因為我們對文件的寫操作,操作系統并不會直接針對文件操作,系統會緩存,然后周期性地刷入到磁盤。如果希望將數據及時寫入到磁盤中,以免斷電引發部分數據丟失,可以調用此方法。參數如果設置為 true,意味著同時也將文件屬性信息更新到磁盤。

    還有,還提供了對文件的鎖定功能,我們可以鎖定文件的部分數據,這樣可以進行排他性的操作。

    1public abstract Future<FileLock> lock(long position, long size, boolean shared);

    position 是要鎖定內容的開始位置,size 指示了要鎖定的區域大小,shared 指示需要的是共享鎖還是排他鎖

    當然,也可以使用回調函數的版本:

    12345public abstract <A> void lock(long position,??????????????????????????????long size,??????????????????????????????boolean shared,??????????????????????????????A attachment,??????????????????????????????CompletionHandler<FileLock,? super A> handler);

    文件鎖定功能上還提供了 tryLock 方法,此方法會快速返回結果:

    12public abstract FileLock tryLock(long position, long size, boolean shared)????throws IOException;

    這個方法很簡單,就是嘗試去獲取鎖,如果該區域已被其他線程或其他應用鎖住,那么立刻返回 null,否則返回 FileLock 對象。

    AsynchronousFileChannel 操作大體上也就以上介紹的這些接口,還是比較簡單的,這里就少一些廢話早點結束好了。

    AsynchronousServerSocketChannel

    這個類對應的是非阻塞 IO 的 ServerSocketChannel,大家可以類比下使用方式。

    我們就廢話少說,用代碼說事吧:

    123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657package com.javadoop.aio;import java.io.IOException;import java.net.InetSocketAddress;import java.net.SocketAddress;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 IOException {??????????// 實例化,并監聽端口????????AsynchronousServerSocketChannel server =????????????????AsynchronousServerSocketChannel.open().bind(new InetSocketAddress(8080));????????// 自己定義一個 Attachment 類,用于傳遞一些信息????????Attachment att = new Attachment();????????att.setServer(server);????????server.accept(att, new CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Attachment>() {????????????@Override????????????public void completed(AsynchronousSocketChannel client, Attachment att) {????????????????try {????????????????????SocketAddress clientAddr = client.getRemoteAddress();????????????????????System.out.println("收到新的連接:" + clientAddr);????????????????????// 收到新的連接后,server 應該重新調用 accept 方法等待新的連接進來????????????????????att.getServer().accept(att, this);????????????????????Attachment newAtt = new Attachment();????????????????????newAtt.setServer(server);????????????????????newAtt.setClient(client);????????????????????newAtt.setReadMode(true);????????????????????newAtt.setBuffer(ByteBuffer.allocate(2048));????????????????????// 這里也可以繼續使用匿名實現類,不過代碼不好看,所以這里專門定義一個類????????????????????client.read(newAtt.getBuffer(), newAtt, new ChannelHandler());????????????????} catch (IOException ex) {????????????????????ex.printStackTrace();????????????????}????????????}????????????@Override????????????public void failed(Throwable t, Attachment att) {????????????????System.out.println("accept failed");????????????}????????});????????// 為了防止 main 線程退出????????try {????????????Thread.currentThread().join();????????} catch (InterruptedException e) {????????}????}}

    看一下 ChannelHandler 類:

    12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546package com.javadoop.aio;import java.io.IOException;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.CompletionHandler;import java.nio.charset.Charset;public class ChannelHandler implements CompletionHandler<Integer, Attachment> {????@Override????public void completed(Integer result, Attachment att) {????????if (att.isReadMode()) {????????????// 讀取來自客戶端的數據????????????ByteBuffer buffer = att.getBuffer();????????????buffer.flip();????????????byte bytes[] = new byte[buffer.limit()];????????????buffer.get(bytes);????????????String msg = new String(buffer.array()).toString().trim();????????????System.out.println("收到來自客戶端的數據: " + msg);????????????// 響應客戶端請求,返回數據????????????buffer.clear();????????????buffer.put("Response from server!".getBytes(Charset.forName("UTF-8")));????????????att.setReadMode(false);????????????buffer.flip();????????????// 寫數據到客戶端也是異步????????????att.getClient().write(buffer, att, this);????????} else {????????????// 到這里,說明往客戶端寫數據也結束了,有以下兩種選擇:????????????// 1. 繼續等待客戶端發送新的數據過來//??????????? att.setReadMode(true);//??????????? att.getBuffer().clear();//??????????? att.getClient().read(att.getBuffer(), att, this);????????????// 2. 既然服務端已經返回數據給客戶端,斷開這次的連接????????????try {????????????????att.getClient().close();????????????} catch (IOException e) {????????????}????????}????}????@Override????public void failed(Throwable t, Attachment att) {????????System.out.println("連接斷開");????}}

    順便再貼一下自定義的 Attachment 類:

    1234567public class Attachment {????private AsynchronousServerSocketChannel server;????private AsynchronousSocketChannel client;????private boolean isReadMode;????private ByteBuffer buffer;????// getter & setter}

    這樣,一個簡單的服務端就寫好了,接下來可以接收客戶端請求了。上面我們用的都是回調函數的方式,讀者要是感興趣,可以試試寫個使用 Future 的。

    AsynchronousSocketChannel

    其實,說完上面的 AsynchronousServerSocketChannel,基本上讀者也就知道怎么使用 AsynchronousSocketChannel 了,和非阻塞 IO 基本類似。

    這邊做個簡單演示,這樣讀者就可以配合之前介紹的 Server 進行測試使用了。

    12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334package com.javadoop.aio;import java.io.IOException;import java.net.InetSocketAddress;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel;import java.nio.charset.Charset;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.Future;public class Client {????public static void main(String[] args) throws Exception {????????AsynchronousSocketChannel client = AsynchronousSocketChannel.open();??????????// 來個 Future 形式的????????Future<?> future = client.connect(new InetSocketAddress(8080));????????// 阻塞一下,等待連接成功????????future.get();????????Attachment att = new Attachment();????????att.setClient(client);????????att.setReadMode(false);????????att.setBuffer(ByteBuffer.allocate(2048));????????byte[] data = "I am obot!".getBytes();????????att.getBuffer().put(data);????????att.getBuffer().flip();????????// 異步發送數據到服務端????????client.write(att.getBuffer(), att, new ClientChannelHandler());????????// 這里休息一下再退出,給出足夠的時間處理數據????????Thread.sleep(2000);????}}

    往里面看下 ClientChannelHandler 類:

    1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647package com.javadoop.aio;import java.io.IOException;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.CompletionHandler;import java.nio.charset.Charset;public class ClientChannelHandler implements CompletionHandler<Integer, Attachment> {????@Override????public void completed(Integer result, Attachment att) {????????ByteBuffer buffer = att.getBuffer();????????if (att.isReadMode()) {????????????// 讀取來自服務端的數據????????????buffer.flip();????????????byte[] bytes = new byte[buffer.limit()];????????????buffer.get(bytes);????????????String msg = new String(bytes, Charset.forName("UTF-8"));????????????System.out.println("收到來自服務端的響應數據: " + msg);????????????// 接下來,有以下兩種選擇:????????????// 1. 向服務端發送新的數據//??????????? att.setReadMode(false);//??????????? buffer.clear();//??????????? String newMsg = "new message from client";//??????????? byte[] data = newMsg.getBytes(Charset.forName("UTF-8"));//??????????? buffer.put(data);//??????????? buffer.flip();//??????????? att.getClient().write(buffer, att, this);????????????// 2. 關閉連接????????????try {????????????????att.getClient().close();????????????} catch (IOException e) {????????????}????????} else {????????????// 寫操作完成后,會進到這里????????????att.setReadMode(true);????????????buffer.clear();????????????att.getClient().read(buffer, att, this);????????}????}????@Override????public void failed(Throwable t, Attachment att) {????????System.out.println("服務器無響應");????}}

    以上代碼都是可以運行調試的,如果讀者碰到問題,請在評論區留言。

    Asynchronous Channel Groups

    為了知識的完整性,有必要對 group 進行介紹,其實也就是介紹 AsynchronousChannelGroup 這個類。之前我們說過,異步 IO 一定存在一個線程池,這個線程池負責接收任務、處理 IO 事件、回調等。這個線程池就在 group 內部,group 一旦關閉,那么相應的線程池就會關閉。

    AsynchronousServerSocketChannels 和 AsynchronousSocketChannels 是屬于 group 的,當我們調用 AsynchronousServerSocketChannel 或 AsynchronousSocketChannel 的 open() 方法的時候,相應的 channel 就屬于默認的 group,這個 group 由 JVM 自動構造并管理。

    如果我們想要配置這個默認的 group,可以在 JVM 啟動參數中指定以下系統變量:

    • java.nio.channels.DefaultThreadPool.threadFactory

      此系統變量用于設置 ThreadFactory,它應該是 java.util.concurrent.ThreadFactory 實現類的全限定類名。一旦我們指定了這個 ThreadFactory 以后,group 中的線程就會使用該類產生。

    • java.nio.channels.DefaultThreadPool.initialSize

      此系統變量也很好理解,用于設置線程池的初始大小。

    可能你會想要使用自己定義的 group,這樣可以對其中的線程進行更多的控制,使用以下幾個方法即可:

    • AsynchronousChannelGroup.withCachedThreadPool(ExecutorService executor, int initialSize)
    • AsynchronousChannelGroup.withFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory)
    • AsynchronousChannelGroup.withThreadPool(ExecutorService executor)

    熟悉線程池的讀者對這些方法應該很好理解,它們都是 AsynchronousChannelGroup 中的靜態方法。

    至于 group 的使用就很簡單了,代碼一看就懂:

    1234AsynchronousChannelGroup group = AsynchronousChannelGroup????????.withFixedThreadPool(10, Executors.defaultThreadFactory());AsynchronousServerSocketChannel server = AsynchronousServerSocketChannel.open(group);AsynchronousSocketChannel client = AsynchronousSocketChannel.open(group);

    AsynchronousFileChannels 不屬于 group。但是它們也是關聯到一個線程池的,如果不指定,會使用系統默認的線程池,如果想要使用指定的線程池,可以在實例化的時候使用以下方法:

    123456public static AsynchronousFileChannel open(Path file,???????????????????????????????????????????Set<? extends OpenOption> options,???????????????????????????????????????????ExecutorService executor,???????????????????????????????????????????FileAttribute<?>... attrs) {????...}

    到這里,異步 IO 就算介紹完成了。

    小結

    我想,本文應該是說清楚了非阻塞 IO 和異步 IO 了,對于異步 IO,由于網上的資料比較少,所以不免篇幅多了些。

    我們也要知道,看懂了這些,確實可以學到一些東西,多了解一些知識,但是我們還是很少在工作中將這些知識變成工程代碼。一般而言,我們需要在網絡應用中使用 NIO 或 AIO 來提升性能,但是,在工程上,絕不是了解了一些概念,知道了一些接口就可以的,需要處理的細節還非常多。

    這也是為什么 Netty/Mina 如此盛行的原因,因為它們幫助封裝好了很多細節,提供給我們用戶友好的接口,后面有時間我也會對 Netty 進行介紹。


    總結

    以上是生活随笔為你收集整理的Java 非阻塞 IO 和异步 IO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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