Java-AIO

Java-AIO

概述

Asynchronous IO也称为AIO，即异步⾮阻塞IO。Java7提供了改进版的NIO，引⼊了异步⾮阻塞的IO，由操作系统完成后回调通知服务端程序启动线程去处理。⼀般适⽤于连接数较多且连接时间较⻓的应⽤。

实现

• 服务端实现

  package com.my.io.aio;
  ​
  import java.io.IOException;
  import java.net.InetSocketAddress;
  import java.nio.ByteBuffer;
  import java.nio.channels.AsynchronousServerSocketChannel;
  import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel;
  import java.nio.channels.CompletionHandler;
  ​
  /**
   * @author zhupanlin
   * @version 1.0
   * @description: AIO Socket的服务端
   * @date 2024/1/27 12:45
   */
  public class AIOServer {
  ​
      public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
          // 获得异步的Server Socket Channel
          AsynchronousServerSocketChannel serverSocketChannel = AsynchronousServerSocketChannel.open();
          // 绑定端口
          serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(9001));
          // 异步接收
          serverSocketChannel.accept(null, new CompletionHandler() {
              /**
               * 当有连接时调用的方法
               * @param socketChannel
               *          The result of the I/O operation.
               * @param attachment
               *          The object attached to the I/O operation when it was initiated.
               */
              @Override
              public void completed(AsynchronousSocketChannel socketChannel, Object attachment) {
                  try {
                      // 开始处理连接，建立连接的通道
                      serverSocketChannel.accept(attachment, this);
                      System.out.println("客户端：" + socketChannel.getRemoteAddress());
                      // 创建buffer
                      ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                      // 异步的读客户端的数据
                      socketChannel.read(buffer, buffer, new CompletionHandler() {
                          /**
                           * 当客户端写数据时调用
                           * @param result
                           *          The result of the I/O operation.
                           * @param byteBuffer
                           *          The object attached to the I/O operation when it was initiated.
                           */
                          @Override
                          public void completed(Integer result, ByteBuffer byteBuffer) {
                              byteBuffer.flip();
                              System.out.println("客户端发的消息：" + new String(byteBuffer.array(), 0, result));
                              // 向客户端返回消息
                              socketChannel.write(ByteBuffer.wrap("hello asynchronousChannelClient".getBytes()));
                          }
  ​
                          @Override
                          public void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {
  ​
                          }
                      });
                  } catch (IOException e) {
                      throw new RuntimeException(e);
                  }
              }
  ​
              /**
               * 当连接失败时调用的方法
               * @param exc
               *          The exception to indicate why the I/O operation failed
               * @param attachment
               *          The object attached to the I/O operation when it was initiated.
               */
              @Override
              public void failed(Throwable exc, Object attachment) {
  ​
              }
          });
          
          // 体会异步的特点，如果没有延时，主线程会直接结束
          System.out.println("main thread...");
          Thread.sleep(10000);
      }
      
  }

• 客户端实现

  package com.my.io.aio;
  ​
  import java.io.IOException;
  import java.net.InetSocketAddress;
  import java.nio.ByteBuffer;
  import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel;
  import java.util.concurrent.ExecutionException;
  ​
  /**
   * @author zhupanlin
   * @version 1.0
   * @description: AIO的客户端
   * @date 2024/1/27 16:20
   */
  public class AIOClient {
  ​
      public static void main(String[] args) throws IOException, ExecutionException, InterruptedException {
          // 获得异步的SocketChannel
          AsynchronousSocketChannel socketChannel = AsynchronousSocketChannel.open();
          // 连接服务器，让连接的异步动作变成同步的
          socketChannel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 9001)).get();
          // 发送数据
          socketChannel.write(ByteBuffer.wrap("hello asynchronousChannelServer".getBytes()));
          // 获得返回的数据
          ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
          int len = 0;
          while ((len = socketChannel.read(buffer).get()) > 0){
              System.out.println("服务端返回的消息：" + new String(buffer.array(), 0, len));
          }
      }
      
  }

BIO、NIO、AIO对比

	BIO	NIO	AIO
IO模型	同步阻塞	同步非阻塞	异步非阻塞
编程难度	简单	复杂	复杂
可靠性	差	好	好
吞吐量	低	高	高