Java的I／O演进之路

NIO入门

• 伪异步IO编程
  
  • 将客户端的Socket封装成一个Task，投递到线程池中的execute方法执行，从而避免了每个请求接入都创建一个新的线程，也避免了资源耗尽的问题。但它无法从根本上解决同步I／O导致的通信线程阻塞的问题。[因为InputStream和OutputStream的read和write都会导致阻塞]

NIO 非阻塞I／O

1. 缓冲区Buffer
   
   • 所有数据都是用缓冲区处理的。读取或者写入都是先到缓冲区中，任何访问NIO中的数据，都是通过缓冲区进行操作。
   • 实际上就是一个数组。通常是一个字节数组。提供了对数据的结构化访问以及维护读写位置等信息。
2. 通道Channel
   
   • 网络数据通过Channel读取和写入。通道与流的区别在于通道是双向的，比流更好地映射底层操作系统的API。
   • 分为两大类：网络读写的SelectableChannel和用于文件操作的FileChannel。
3. 多路复用器Selector
   
   • 在Linux等主流系统上通过epoll实现，没有连接句柄数的限制（只受限于操作系统的最大句柄数或者单个进程的句柄限制）。[这句话可能存在问题，epoll应受限于内存可以打开的端口数]
   • 提供选择已经就绪的任务的能力。会不断的轮询注册在其上的Channel，如果某个Channel发生了读写事件，则这个Channel就处于就绪状态，会被Selector轮询出来，然后通过SelectionKey可以获取就绪Channel的集合。
4. NIO服务端开发步骤
   
   1. 创建ServerSocketChannel，配置它为非阻塞模式；
   2. 绑定监听，配置TCP参数，例如backlog大小；
   3. 创建一个独立的I／O线程，用于轮询多路复用器Selector；
   4. 创建Selector，将之前创建的ServerSocketChannel注册到Selector上，监听SelectionKey.ACCEPT；
   5. 启动I／O线程，在循环体中执行Selector.select()方法，轮询就绪的Channel；
   6. 当轮询到了处于就绪状态的Channel时，需要对其进行判断，如果是OP_ACCEPT状态，说明是新客户端接入，则调用ServerSocketChannel.accept()方法接受新的客户端；
   7. 设置新接入的客户端链路SocketChannel为非阻塞模式，配置其他一些TCP参数；
   8. 将SocketChannel注册到Selector，监听OP_READ操作位；
   9. 如果轮询的Channel为OP_READ，则说明SocketChannel中有新的就绪的数据包需要读取，则构造ByteBuffer对象，读取数据包；
   10. 如果轮询的Channel为OP_WRITE，说明还有数据没有发送完成，需要继续发送。

AIO 编程[NIO2.0]

• 引入异步通道的概念，并提供了异步文件通道和异步套接字通道的实现。是真正的异步非阻塞I／O，不需要通过Selector对注册的通道进行轮询即可实现异步读写。
• 底层通过线程池ThreadPoolExecutor来执行回调通知。

最后

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