第一章:手动搭建I/O网络通信框架1:Socket和ServerSocket入门实战,实现单聊
第二章:手动搭建I/O网络通信框架2:BIO编程模型实现群聊
第三章:手动搭建I/O网络通信框架3:NIO编程模型,升级改造聊天室
上一章讲到的NIO编程模型比较主流,非常著名的Netty就是基于NIO编程模型的。这一章说的是AIO编程模型,是异步非阻塞的。虽然同样实现的是聊天室功能,但是实现逻辑上稍微要比NIO和BIO复杂一点。不过理好整体脉络,会好理解一些。首先还是讲讲概念:
BIO和NIO的区别是阻塞和非阻塞,而AIO代表的是异步IO。在此之前只提到了阻塞和非阻塞,没有提到异步还是同步。可以用我在知乎上看到的一句话表示:【在处理 IO 的时候,阻塞和非阻塞都是同步 IO,只有使用了特殊的 API 才是异步 IO】。这些“特殊的API”下面会讲到。在说AIO之前,先总结一下阻塞非阻塞、异步同步的概念。
阻塞和非阻塞,描述的是结果的请求。阻塞:在得到结果之前就一直呆在那,啥也不干,此时线程挂起,就如其名,线程被阻塞了。非阻塞:如果没得到结果就返回,等一会再去请求,直到得到结果为止。异步和同步,描述的是结果的发出,当调用方的请求进来。同步:在没获取到结果前就不返回给调用方,如果调用方是阻塞的,那么调用方就会一直等着。如果调用方是非阻塞的,调用方就会先回去,等一会再来问问得到结果没。异步:调用方一来,如果是非阻塞的叫它先回去,待会有结果了再告诉你。如果是阻塞的,虽然异步会通知他,但他还是要等着,实属铁憨憨。
AIO中的异步操作CompletionHandler
在AIO编程模型中,常用的API,如connect、accept、read、write都是支持异步操作的。当调用这些方法时,可以携带一个CompletionHandler参数,它会提供一些回调函数。这些回调函数包括:1.当这些操作成功时你需要怎么做;2.如果这些操作失败了你要这么做。关于这个CompletionHandler参数,你只需要写一个类实现CompletionHandler口,并实现里面两个方法就行了。
那如何在调用connect、accept、read、write这四个方法时,传入CompletionHandler参数从而实现异步呢?下面分别举例这四个方法的使用。
先说说Socket和ServerSocket,在NIO中,它们变成了通道,配合缓冲区,从而实现了非阻塞。而在AIO中它们变成了异步通道。也就是AsynchronousServerSocketChannel和AsynchronousSocketChannel,下面例子中对象名分别是serverSocket和socket.
accept:serverSocket.accept(attachment,handler)。handler就是实现了CompletionHandler接口并实现两个回调函数的类,它具体怎么写可以看下面的实战代码。attachment为handler里面可能需要用到的辅助数据,如果没有就填null。
read:socket.read(buffer,attachment,handler)。buffer是缓冲区,用以存放读取到的信息。后面两个参数和accept一样。
write:socket.write(buffer,attachment,handler)。和read参数一样。
connect:socket.connect(address,attachment,handler)。address为服务器的IP和端口,后面两个参数与前几个一样。
Future
既然说到了异步操作,除了使用实现CompletionHandler接口的方式,不得不想到Future。客户端逻辑较为简单,如果使用CompletionHandler的话代码反而更复杂,所以下面的实战客户端代码就会使用Future的方式。简单来说,Future表示的是异步操作未来的结果,怎么理解未来。比如,客户端调用read方法获取服务器发来得消息:
Future<Integer> readResult=clientChannel.read(buffer)