一、概述
JDK在1.4引入NIO(同步非阻塞)包之后,终于在1.7版本加入了异步IO的AIO。
同步异步阻塞和非阻塞等概念,建议参考 《Unix网络编程》 卷1. ,这里只谈AIO的api。
二、主要的类
AsynchronousSocketChannel
AsynchronousServerSocketChannel
AsynchronousFileChannel
AsynchronousDatagramChannel
三、通过aio实现server
先看下AsynchronousServerSocketChannel,它有两个构造方法,选择哪个构造方法,也就选择了不同的编程模型,分别是Future机制和Handler回调机制。Future机制适合需要同步等待获取结果的,Handler机制则看上去则更像纯异步。当然,结果都是一样的,看自己需要或者喜欢哪个模型吧。
public abstract Future accept();
public abstract void accept(A attachment,
CompletionHandler handler);
先看看AsynchronousServerSocketChannel来启动一个server,代码如下。注意accept,无论用future还是handler,这里的调用都是非阻塞的立即返回。这里选用handler的方式,如果有客户端连接上来,handler的会被回调。
public class AioServer {
public final int port = 8080;
public final int backlog = 2; //跟bio和nio的backlog其实是一样的。指定accpet等待队列的长度
private AioAcceptHandler acceptHandler;
private AsynchronousServerSocketChannel serverSocket;
public static void main(String[] args) throws Exception {
new AioServer().startup();
}
private void startup() throws Exception {
int availableProcessors = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
ExecutorService channelWorkers = Executors.newFixedThreadPool(availableProcessors * 2);
AsynchronousChannelGroup channelGroup = AsynchronousChannelGroup.withCachedThreadPool(channelWorkers , 1);
serverSocket = AsynchronousServerSocketChannel.open(channelGroup);
serverSocket.bind(new InetSocketAddress(port), backlog);
acceptHandler = new AioAcceptHandler();
accept();
}
public void accept() {
serverSocket.accept(this, acceptHandler); //非阻塞
}
}
接下来CompletionHandler的接口吧,代码如下。看到泛型的 V result 就说嘛,当我们使用CompletionHandler的时候,自己需要清楚的知道返回结果是什么。
比如accept中指定的CompletionHandler。它是处理接受连接的,成功返回的话,结果就是套接字,那么我们就要指定泛型V的实际类型为AsynchronousSocketChannel。
再比如read方法中指定CompletionHandler。read是将数据读取到ByteBuffer,而回调CompletionHandler的时候,结果V是读取的数量。所以我们就要指定泛型V的实际类型为Integer。
具体可以看下面的实现代码 AioAcceptHandler 和 AioReadHandler。
public interface CompletionHandler {
//调用结果,附件
void completed(V result, A attachment);
//异常对象、附件
void failed(Throwable exc, A attachment);
}
AioAcceptHandler
public class AioAcceptHandler implements CompletionHandler{
public void completed(AsynchronousSocketChannel socket, AioServer aioServer) {
try {
System.out.printf("客户端%s连接成功.\n", socket.getRemoteAddress().toString());
readData(socket);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
try {
socket.close();
} catch (IOException e1) {}
} finally {
aioServer.accept();
}
}
private void readData(AsynchronousSocketChannel socket) {
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(32); //测试时,可以不设置太大,观察aio的多次read
socket.read(buf, buf, new AioReadHandler(socket));
}
public void failed(Throwable exc, AioServer aioServer) {
exc.printStackTrace();
}
}
AioReadHandler
public class AioReadHandler implements CompletionHandler {
private AsynchronousSocketChannel socket;
private ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
public AioReadHandler(AsynchronousSocketChannel socket){
this.socket = socket;
}
public void completed(Integer result, ByteBuffer buf) {
System.out.println("result = " + result + " buf = " + buf);
if (result > 0) {
buf.flip();
try {
baos.write(buf.array());
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
buf.clear();
socket.read(buf, buf, this);
} else if (result == -1) { //result为-1的时候,客户端的socket已经正常关闭。
try {
System.out.printf("客户端%s已经断开.\n", socket.getRemoteAddress().toString());
String info = new String(baos.toByteArray(), Charset.forName("UTF8"));
System.out.println(info);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
buf = null;
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {}
}
}
}
public void failed(Throwable exc, ByteBuffer buf) {
exc.printStackTrace();
}
}
基本上,一个简单的AIOServer就上面这点代码拉。实际上我感觉代码比NIO用Selector的方式还是简单清晰多了。至于aio的原理,实际上就是去看看epoll等资料就知道了。
这里附上一个测试的客户端代码:
public class BioClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String txt = "美国在发布的朝鲜军力评估报告中也认为:“朝鲜发展航天运载工具对开发射程可达美国的远程导弹意义重要,射程也许能覆盖美国部分地区。不过,由于朝鲜还没有研发出能够重返大气层的运载火箭,所以‘大浦洞2号’尚不具备搭载弹头的攻击能力。”";
Socket socket = new Socket("localhost", 8080);
PrintStream print = new PrintStream(socket.getOutputStream());
print.print(txt);
print.close();
socket.close();
System.out.println("ok.");
}
}