netty的基本概念-AIO详解

Java AIO 详解

jdk1.7 (NIO2)才是实现真正的异步 AIO、把 IO 读写操作完全交给操作系统,学习了 linux epoll 模式,下面我们来做一些演示。

AIO(Asynchronous IO)基本原理

服务端:AsynchronousServerSocketChannel

客服端:AsynchronousSocketChannel

用户处理器:CompletionHandler 接口,这个接口实现应用程序向操作系统发起 IO 请求,当完成后处理具体逻辑,否则做自己该做的事情,

“真正”的异步IO需要操作系统更强的支持。在IO多路复用模型中,事件循环将文件句柄的状态事件通知给用户线程,由用户线程自行读取数据、处理数据。而在异步IO模型中,当用户线程收到通知时,数据已经被内核读取完毕,并放在了用户线程指定的缓冲区内,内核在IO完成后通知用户线程直接使用即可。异步IO模型使用了Proactor设计模式实现了这一机制,如下图所示:

AIO 初体验

服务端代码:

public class AIOServer {
    private final int port;
    public static void main(String args[]) {
        int port = 8000;
        new AIOServer(port);
    }
    public AIOServer(int port) {
        this.port = port;
        listen();
    }
    private void listen() {
        try {
            ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
            AsynchronousChannelGroup threadGroup = AsynchronousChannelGroup.withCachedThreadPool(executorService, 1);
            final AsynchronousServerSocketChannel server = AsynchronousServerSocketChannel.open(threadGroup);
            server.bind(new InetSocketAddress(port));
            System.out.println("服务已启动,监听端口" + port);
            server.accept(null, new CompletionHandler < AsynchronousSocketChannel, Object > () {
                final ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
                public void completed(AsynchronousSocketChannel result, Object attachment) {
                    System.out.println("IO 操作成功,开始获取数据");
                    try {
                        buffer.clear();
                        result.read(buffer).get();
                        buffer.flip();
                        result.write(buffer);
                        buffer.flip();
                    } catch(Exception e) {
                        System.out.println(e.toString());
                    } finally {
                        try {
                            result.close();
                            server.accept(null, this);
                        } catch(Exception e) {
                            System.out.println(e.toString());
                        }
                    }
                    System.out.println("操作完成");
                }
                @Override 
                public void failed(Throwable exc, Object attachment) {
                    System.out.println("IO 操作是失败: " + exc);
  
                }
            });
            try {
                Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
            } catch(InterruptedException ex) {
                System.out.println(ex);
            }
        } catch(IOException e) {
            System.out.println(e);
        }
    }
}
客户端代码:

/*** AIO 客户端 */
public class AIOClient {
    private final AsynchronousSocketChannel client;
    public AIOClient() throws Exception {
        client = AsynchronousSocketChannel.open();
    }
    public void connect(String host, int port) throws Exception {
        client.connect(new InetSocketAddress(host, port), null, new CompletionHandler < Void, Void > () {@Override public void completed(Void result, Void attachment) {
                try {
                    client.write(ByteBuffer.wrap("这是一条测试数据".getBytes())).get();
                    System.out.println("已发送至服务器");
                } catch(Exception ex) {
                    ex.printStackTrace();
                }
            }@Override public void failed(Throwable exc, Void attachment) {
                exc.printStackTrace();
            }
        });
        final ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(1024);
        client.read(bb, null, new CompletionHandler < Integer, Object > () {@Override public void completed(Integer result, Object attachment) {
                System.out.println("IO 操作完成" + result);
                System.out.println("获取反馈结果" + new String(bb.array()));
            }@Override public void failed(Throwable exc, Object attachment) {
                exc.printStackTrace();
            }
        }
        try {
            Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
        } catch(InterruptedException ex) {
            System.out.println(ex);
        }
    }
    public static void main(String args[]) throws Exception {
        new AIOClient().connect("localhost", 8000);
    }
}

执行结果:

服务端

客户端

各 IO 模型对比与总结

最后再来一张表总结

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