java中的IO主要源自于网络和本地文件
IO的方式通常分为几种,同步阻塞的BIO、同步非阻塞的NIO、异步非阻塞的AIO
在JDK1.4出来之前,我们建立网络连接的时候采用BIO模式,需要先在服务端启动一个ServerSocket,然后在客户端启动Socket来对服 务端进行通信,默认情况下服务端需要对每个请求建立一堆线程等待请求,而客户端发送请求后,先咨询服务端是否有线程相应,如果没有则会一直等待或者遭到拒 绝请求,如果有的话,客户端会线程会等待请求结束后才继续执行。
BIO与NIO一个比较重要的不同,是我们使用BIO的时候往往会引入多线程,每个连接一个单独的线程;而NIO则是使用单线程或者只使用少量的多线程,每个连接共用一个线程。
NIO的最重要的地方是当一个连接创建后,不需要对应一个线程,这个连接会被注册到多路复用器上面,所以所有的连接只需要一个线程就可以搞定,当这个线程 中的多路复用器进行轮询的时候,发现连接上有请求的话,才开启一个线程进行处理,也就是一个请求一个线程模式。
在NIO的处理方式中,当一个请求来的话,开启线程进行处理,可能会等待后端应用的资源(JDBC连接等),其实这个线程就被阻塞了,当并发上来的话,还是会有BIO一样的问题。
AIO:
HTTP/1.1出现后,有了Http长连接,这样除了超时和指明特定关闭的http header外,这个链接是一直打开的状态的,这样在NIO处理中可以进一步的进化,在后端资源中可以实现资源池或者队列,当请求来的话,开启的线程把请 求和请求数据传送给后端资源池或者队列里面就返回,并且在全局的地方保持住这个现场(哪个连接的哪个请求等),这样前面的线程还是可以去接受其他的请求, 而后端的应用的处理只需要执行队列里面的就可以了,这样请求处理和后端应用是异步的.当后端处理完,到全局地方得到现场,产生响应,这个就实现了异步处 理。
BIO是一个连接一个线程。
NIO是一个请求一个线程。
AIO是一个有效请求一个线程。
大家都知道自从jdk5开始,java中多了java.nio和java.util.concurent包,这两个包可谓威力无穷啊,像tomcat最新版本(用了concurrent包),mina等纷纷在此基础上进行了更新(mina更是直接就通过java.nio来实现的)。其实nio说起来很简单。java通信的基础是socket.和serversocket 在此基础上封装一下,就是socketchannel和serversocketchannel,封装成channel的最大好处就是可以实现non-blocking的通信。然后再加入了一个多路轮询机制,通过观察者模式使得通过单线程就可以同时管理多个channel. 明白了这些之后,放出我的例子来。分别使用socket,channel,selector
实现了java的通信。
Server:
import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.*; import java.util.Set; public class TestChannel { public static void main(String args[]) throws IOException{ TestChannel tt=new TestChannel(); //tt.initServerChannel(992); tt.initSelector(992); } //最初的java socket实现方式,直接通过serversocket和socket通信 public void initServerSocket(int port) throws IOException{ ServerSocketChannel ssc=ServerSocketChannel.open(); //ssc.configureBlocking(false); ServerSocket ss=new ServerSocket(port); while(true){ Socket socket=ss.accept(); System.out.println("socket accepted"); byte[] buf=new byte[1024]; try{ socket.getInputStream().read(buf); } catch(Exception ex){ socket.close(); } System.out.println(new String(buf)); } } //通过Channel实现的non-blocking通信方式 public void initServerChannel(int port) throws IOException{ ServerSocketChannel ssc=ServerSocketChannel.open(); ssc.configureBlocking(false); ServerSocket ss=ssc.socket(); ss.bind(new InetSocketAddress(port)); while(true){ SocketChannel sc=ssc.accept(); if(sc!=null){ Socket socket=sc.socket(); System.out.println("socket accepted"); byte[] buf=new byte[1024]; try{ socket.getInputStream().read(buf); } catch(Exception ex){ socket.close(); } System.out.println(new String(buf)); } } } //通过selector和channel进行multiplexed通信,像mina就是通过这种方式实现的 public void initSelector(int port) throws IOException{ Selector selector=Selector.open(); //register server channel ServerSocketChannel ssc=ServerSocketChannel.open(); ssc.configureBlocking(false); ServerSocket ss=ssc.socket(); ss.bind(new InetSocketAddress(port)); ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); while(true){ int interestNo=selector.select(); if(interestNo==0) continue; Set<SelectionKey> keys=selector.selectedKeys(); for(SelectionKey key:keys){ //接受Socket连接请求 if(key.isAcceptable()){ SocketChannel sc=ssc.accept(); try{ sc.configureBlocking(false); sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ); } catch(Exception ex){ sc.close(); } System.out.println("connection accepted"); keys.remove(key); } else if(key.isReadable()){ SocketChannel sc=(SocketChannel)key.channel(); ByteBuffer bbuf=ByteBuffer.allocate(1024); try{ sc.read(bbuf); } catch(Exception ex){ sc.close(); } System.out.println(new String(bbuf.array())); keys.remove(key); } else keys.remove(key); continue; } } } }client:
public class TestChannelClient { public static void main(String args[]) throws UnknownHostException, IOException{ Socket sc=new Socket("127.0.0.1",992); OutputStream out=sc.getOutputStream(); out.write("hello".getBytes()); out.flush(); } }