硬核！无侵入式的 Java AIO 内核增强类库，并发性能提升不止一点点

AIO（异步非阻塞IO）是 Java 中常见到的一种网络 IO 之一，JDK1.7升级了 NIO 类库，升级后的NIO 类库被称为NIO2.0，也就是AIO。NIO2.0引入了新的异步通道的概念，并提供了异步文件通道和异步套接字通道的实现。

今天 Gitee 介绍的开源项目就是一款增强 AIO 架构的「硬菜」，具体有多「硬」，大家接着往下看。

 

项目名称：aio-enhance

项目作者：smartboot

开源许可协议：Apache-2.0

 

项目地址：https://gitee.com/smartboot/aio-enhance

 

 

项目简介

aio_enhance（音译：硬汉） 是一款无侵入式的 Java AIO 内核增强类库（注意：这不是一款通信框架），解决原生 AIO 架构设计中存在的缺陷，提供更高效、更稳定的 通信能力。

aio_enhance 采用了 NIO 技术实现了一套全新的异步线程模型，兼容完整的 Java AIO 接口。用户可自由选择 Java 原生提供的，或者 aio_enhance 增强的 AIO 实现，架构如下图：

 

项目背景

解决平台兼容性问题

Java 原生 AIO 在 Mac 操作系统下存在兼容性问题，进行性能压测会偶发性的系统崩溃。

修复官方 AIO 架构缺陷

Java 原生 AIO 在底层架构设计上存在缺陷（参考：Java AIO通信模型）。多核 CPU 环境下处理高并发请求，会引发比较严重的锁竞争现象，以致无法充分发挥机器性能。

普通4核机器竞争压力不大，AIO 的运行表现实测优于NIO。但随着 CPU 核数的增加，AIO 的性能优势逐渐下降。

优化 AIO 线程模型

Java AIO 相较于 NIO 多了一层异步线程模型，极大降低了开发人员的编程难度。但是通信过程中的 accept、connect、read、write 等事件都是复用同一组线程资源，容易造成读写回调进入死锁状态。 AIO通信框架在设计上需要特别关注这一点，但如果引入 aio-enhance 则无此顾虑。

 

适用场景

如果您符合以下几个条件，aio-enhance 会是一个不错的选择。

• 基于 Java AIO 实现的通信框架，如：smart-socket
• 对高并发实时性有严苛要求
• 多核CPU环境（至少4核以上）

 

性能对比

为了更加客观的展现 Java 原生 AIO、NIO 以及通过 aio-enhance增强后的 AIO 的性能表现，我们选择 smart-socket 和 netty 在 TFB 上的测试结果做了比较。

• aio：smart-socket
• nio：netty
• aio-enhance: smart-socket

四核 CPU

28 核 CPU

 

总结

虽说在实验场景下 Java AIO 的表现不如 NIO，但是异步非阻塞的设计思想是值得被肯定的。况且在现实场景中，这点性能差别很容易就被业务逻辑所抹平，大家无需去计较孰优孰劣，适合自己的就是最好的选择。如今有了 aio-enhance 做备选，Java AIO本身设计上的缺陷也就没那么重要了。

 

以上便是 Gitee 今天给大家带来的「硬菜」，如果你想知道它更详细的集成方法，那就点击下面的链接去项目主页看看吧：https://gitee.com/smartboot/aio-enhance