Java语言进阶：NIO2-AIO(异步、非阻塞)

Java语言进阶：NIO2-AIO(异步、非阻塞)

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AIO概述

在 Java 7 中，NIO 有了进一步的改进，也就是 NIO 2，引入了异步非阻塞 IO 方式，也有很多人叫它 AIO（Asynchronous IO）。

同步,异步,阻塞,非阻塞概念回顾

• 同步：调用方法之后，必须要得到一个返回值。

• 异步：调用方法之后，没有返回值，但是会有回调函数。回调函数指的是满足条件之后会自动执行的方法

• 阻塞：如果没有达到方法的目的，就一直停在这里【等待】。

• 非阻塞：不管有没有达到目的，都直接【往下执行】。

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AIO相关类和方法介绍

AIO是异步IO的缩写，虽然NIO在网络操作中，提供了非阻塞的方法，但是NIO的IO行为还是同步的。对于NIO来说，我们的业务线程是在IO操作准备好时，得到通知，接着就由这个线程自行进行IO操作，IO操作本身是同步的。

但是对AIO来说，则更加进了一步，它不是在IO准备好时再通知线程，而是在IO操作已经完成后，再给线程发出通知。因此AIO是不会阻塞的，此时我们的业务逻辑将变成一个回调函数，等待IO操作完成后，由系统自动触发。

与NIO不同，当进行读写操作时，只须直接调用API的read或write方法即可。这两种方法均为异步的，对于读操作而言，当有流可读取时，操作系统会将可读的流传入read方法的缓冲区，并通知应用程序；对于写操作而言，当操作系统将write方法传递的流写入完毕时，操作系统主动通知应用程序。 即可以理解为，read/write方法都是异步的，完成后会主动调用回调函数。 在JDK1.7中，这部分内容被称作NIO.2---->AIO，主要在Java.nio.channels包下增加了下面四个异步通道：

• AsynchronousSocketChannel
• AsynchronousServerSocketChannel
• AsynchronousFileChannel
• AsynchronousDatagramChannel

在AIO socket编程中，服务端通道是AsynchronousServerSocketChannel，这个类提供了一个open()静态工厂，一个bind()方法用于绑定服务端IP地址（还有端口号），另外还提供了accept()用于接收用户连接请求。在客户端使用的通道是AsynchronousSocketChannel,这个通道处理提供open静态工厂方法外，还提供了read和write方法。

在AIO编程中，发出一个事件（accept read write等）之后要指定事件处理类（回调函数），AIO中的事件处理类是CompletionHandler，这个接口定义了如下两个方法，分别在异步操作成功和失败时被回调。

void completed(V result, A attachment);

void failed(Throwable exc, A attachment);

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实操–AIO 同步连接同步读

需求

• AIO同步写法,读取客户端写过来的数据

分析

• 获取AsynchronousServerSocketChannel对象,绑定端口
• 同步接收客户端请求
• 读取数据

实现

  public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建对象
        AsynchronousServerSocketChannel assc = AsynchronousServerSocketChannel.open();

        //绑定端口
        assc.bind(new InetSocketAddress(8888));

        //获取连接
        //Future里面放的就是方法的结果
        //********同步********
        System.out.println("准备连接客户端");
        Future<AsynchronousSocketChannel> future = assc.accept();
        //Future方法需要调用get()方法获取真正的返回值
        AsynchronousSocketChannel sc = future.get();
        System.out.println("连接上了客户端");
        //读取客户端发来的数据
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        //读取
        //以前返回的是读取到的个数,真正的个数就在Future里面放着
        //********同步********
        System.out.println("准备读取数据");
        Future<Integer> future2 = sc.read(buffer);
        //获取真正的返回值
        Integer len = future2.get();
        System.out.println("读取到了数据");
        //打印
        System.out.println(new String(buffer.array(),0,len));
    }

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实操–AIO 异步非阻塞连接和异步读

需求

• 实现异步连接,异步读

分析

• 获取AsynchronousServerSocketChannel对象,绑定端口
• 异步接收客户端请求
• 在CompletionHandler的completed方法中异步读数据

实现

• 服务器端代码：

//异步非阻塞连接和读取
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建对象
        AsynchronousServerSocketChannel assc  = AsynchronousServerSocketChannel.open();
        //绑定端口
        assc.bind(new InetSocketAddress(8000));
        //异步非阻塞连接！！！！
        //第一个参数是一个附件
        System.out.println(1);
        assc.accept(null, new CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Object>() {
            @Override
            public void completed(AsynchronousSocketChannel s, Object attachment) {
                //如果连接客户端成功,应该获取客户端发来的数据
                //completed()的第一个参数表示的是Socket对象.
                System.out.println(5);
                //创建数组
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                //异步非阻塞读！！！！！
                System.out.println(3);
                s.read(buffer, null, new CompletionHandler<Integer, Object>() {
                    @Override
                    public void completed(Integer len, Object attachment) {
                        //读取成功会自动调用这个方法
                        //completed()方法的第一个参数是read()读取到的实际个数
                        //打印数据
                        System.out.println(6);
                        System.out.println(new String(buffer.array(),0,len));
                    }

                    @Override
                    public void failed(Throwable exc, Object attachment) {

                    }
                });
                System.out.println(4);
            }

            @Override
            public void failed(Throwable exc, Object attachment) {

            }
        });

        System.out.println(2);

        //让程序别结束写一个死循环
        while(true){

        }
    }

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总结：

NIO的优点
读写效率高,多路复用,主要处理高并发操作

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笔记如有错误之处，请各位大佬指正，欢迎评论留言，不胜感激！！！

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