proactor java_Java AIO-Proactor模式

Dear 丶 2022-11-02 11:48 131阅读 0赞

Java7之前只支持BIO、NIO，但在Java 7 时添加了Java AIO，Java AIO基于epoll模式来模拟实现(Linux 2.6)

阻塞/非阻塞 -- 同步/异步

系统I/O 可分为阻塞型、非阻塞同步型以及非阻塞异步型。

阻塞型I/O意味着控制权只到调用操作结束了才会回到调用者手里。结果调用者被阻塞了, 这段时间了做不了任何其它事情.。

非阻塞同步是会立即返回控制权给调用者的。调用者不需要等等，它从调用的函数获取两种结果：要么此次调用成功进行了;要么系统返回错误标识告诉调用者当前资源不可用，你再等等或者再试度看吧。

在非阻塞异步调用中，稍有不同。调用函数在立即返回时，还告诉调用者，这次请求已经开始了。系统会使用另外的资源或者线程来完成这次调用操作，并在完成的时候知会调用者(比如通过回调函数)。

NIO与AIO比较

NIO监听的是什么事件准备好了，然后通知当前线程去处理，在通知返回之前需要等待，并且需要Selector配合通知线程；AIO监听的什么事件已经完成了，然后执行对应的处理函数(系统来开辟一个线程来完成)，执行完成会通知关心这个事件完成的线程，在没有通知时当前线程可以先做自己的事情，当空闲下来的时候检查一下通知回来的信息，在获取通知结果时会阻塞，但是可以设置超时时间，当一段时间没有还没有结果，则继续干别的事情。

AIO并不比BIO的IO读写更快，只是关注事件的阶段不一样，系统通知线程的方式不一样，但是AIO比NIO简化了代码编写的复杂度，并且效率更高、更高伸缩性。

由于NIO的读写过程依然在应用线程里完成，所以对于那些读写过程时间长的，NIO就不太适合。而AIO的读写过程完成后才被通知，所以AIO能够胜任那些重量级，读写过程长的任务。

AIO异步的几个重要的方法

AIO 的异步操作总体上是基于系统调用Handler以及返回Future异步结果来实现的。

AsynchronousFileChannel(由于FileChannel只读权限，所以没有write方法)

程序调用此方法后立即返回，并由系统将接收的数据读入指定的ByteBuffer中，在读取完成之后执行用户指定的处理函数进行处理，可以绑定一个对象在处理函数上，以便IO处理函数可以和用户程序的信息通信。

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程序调用此方法后立即返回一个Future对象，然后由系统默默地将接收的数据读入指定的ByteBuffer中，用户通过超时获取结果Future.get(timeout)，当没有结果时在超时时间结束时可以干其他的事情，在空闲的时候在进行判断一下，当读取完成，系统会在get方法还没有超时返回，用户就可以获得读取了多少个字节(get方法读到的字节数，返回-1表示文件流结束，超时和没有字节可读都返回0，超时可以结合Future.isDone()方法判断任务是否完成)

AsynchronousByteChannel

read方法同上

write方法：

程序调用此方法后立即返回，并由系统将指定的ByteBuffer写入到此通道中，在写入完成之后执行用户指定的处理函数进行处理，可以绑定一个对象在处理函数上，以便IO处理函数可以和用户程序的信息通信。

程序调用此方法后立即返回一个Future对象，并由系统将指定的ByteBuffer写入到此通道中，用户通过超时获取结果Future.get(timeout)，当没有结果时在超时时间结束时可以干其他的事情，在空闲的时候在进行判断一下，当写入完成，系统会在get方法还没有超时返回，用户就可以获得写入了多少个字节(超时可以结合Future.isDone()方法判断任务是否完成。

注意要保证ByteBuffer的线程安全，否则将发生异常。

AsynchronousSocketChannel

Socket通道还有connect以及open方法

open方法开启一个异步通道，不同于FileChannel(从流文件中获取)，socket需要显示调用open方法，开启通道。

异步连接

异步读

异步写

AsynchronousServerSocketChannel

ServerSocketChannel没有读写操作，但是有open，bind以及异步accept方法

open方法

bind方法

异步accept方法

CompletionHandler处理函数接口

客户端程序

服务端程序

测试结果

客户端

服务端

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