1、阻塞
-
阻塞模式下，相干办法都会导致线程暂停
- ServerSocketChannel.accept 会在没有连贯建设时让线程暂停
- SocketChannel.read 会在通道中没有数据可读时让线程暂停
- 阻塞的体现其实就是线程暂停了，暂停期间不会占用 cpu，但线程相当于闲置
- 单线程下，阻塞办法之间相互影响，简直不能失常工作，须要多线程反对
-
但多线程下，有新的问题，体现在以下方面
- 32 位 jvm 一个线程 320k，64 位 jvm 一个线程 1024k，如果连接数过多，必然导致 OOM，并且线程太多，反而会因为频繁上下文切换导致性能升高
- 能够采纳线程池技术来缩小线程数和线程上下文切换，但治标不治本，如果有很多连贯建设，但长时间 inactive，会阻塞线程池中所有线程，因而不适宜长连贯，只适宜短连贯
服务端代码
public class Server {public static void main(String[] args) {
// 创立缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16);
// 取得服务器通道
try(ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open()) {
// 为服务器通道绑定端口
server.bind(new InetSocketAddress(8080));
// 用户寄存连贯的汇合
ArrayList<SocketChannel> channels = new ArrayList<>();
// 循环接管连贯
while (true) {System.out.println("before connecting...");
// 没有连贯时，会阻塞线程
SocketChannel socketChannel = server.accept();
System.out.println("after connecting...");
channels.add(socketChannel);
// 循环遍历汇合中的连贯
for(SocketChannel channel : channels) {System.out.println("before reading");
// 解决通道中的数据
// 当通道中没有数据可读时，会阻塞线程
channel.read(buffer);
buffer.flip();
ByteBufferUtil.debugRead(buffer);
buffer.clear();
System.out.println("after reading");
}
}
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}
}
}客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {try (SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open()) {
// 建设连贯
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 8080));
System.out.println("waiting...");
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}
}
}
运行后果
- 客户端 – 服务器建设连贯前：服务器端因 accept 阻塞
- 客户端 – 服务器建设连贯后，客户端发送音讯前：服务器端因通道为空被阻塞
- 客户端发送数据后，服务器解决通道中的数据。再次进入循环时，再次被 accept 阻塞
- 之前的客户端再次发送音讯，服务器端因为被 accept 阻塞，无奈解决之前客户端发送到通道中的信息
2、非阻塞
- 能够通过 ServerSocketChannel 的 configureBlocking (false) 办法将 取得连贯设置为非阻塞的。此时若没有连贯，accept 会返回 null
- 能够通过 SocketChannel 的 configureBlocking (false) 办法将从通道中 读取数据设置为非阻塞的。若此时通道中没有数据可读，read 会返回 – 1
服务器代码如下
public class Server {public static void main(String[] args) {
// 创立缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16);
// 取得服务器通道
try(ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open()) {
// 设置为非阻塞模式，没有连贯时返回 null，不会阻塞线程
server.configureBlocking(false);
// 为服务器通道绑定端口
server.bind(new InetSocketAddress(8080));
// 用户寄存连贯的汇合
ArrayList<SocketChannel> channels = new ArrayList<>();
// 循环接管连贯
while (true) {SocketChannel socketChannel = server.accept();
// 通道不为空时才将连贯放入到汇合中
if (socketChannel != null) {System.out.println("after connecting...");
channels.add(socketChannel);
}
// 循环遍历汇合中的连贯
for(SocketChannel channel : channels) {
// 解决通道中的数据
// 设置为非阻塞模式，若通道中没有数据，会返回 0，不会阻塞线程
channel.configureBlocking(false);
int read = channel.read(buffer);
if(read > 0) {buffer.flip();
ByteBufferUtil.debugRead(buffer);
buffer.clear();
System.out.println("after reading");
}
}
}
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}
}
}这样写存在一个问题，因为设置为了非阻塞，会始终执行 while (true) 中的代码，CPU 始终处于繁忙状态，会使得性能变低，所以理论状况中不应用这种办法解决申请
3、Selector
多路复用
单线程能够配合 Selector 实现对多个 Channel 可读写事件的监控，这称之为多路复用
- 多路复用仅针对网络 IO，一般文件 IO 无奈 利用多路复用
-
如果不必 Selector 的非阻塞模式，线程大部分工夫都在做无用功，而 Selector 可能保障
- 有可连贯事件时才去连贯
- 有可读事件才去读取
-
有可写事件才去写入
- 限于网络传输能力，Channel 未必时时可写，一旦 Channel 可写，会触发 Selector 的可写事件
4、应用及 Accpet 事件
要应用 Selector 实现多路复用，服务端代码如下改良
public class SelectServer {public static void main(String[] args) {ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16);
// 取得服务器通道
try(ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open()) {server.bind(new InetSocketAddress(8080));
// 创立选择器
Selector selector = Selector.open();
// 通道必须设置为非阻塞模式
server.configureBlocking(false);
// 将通道注册到选择器中，并设置感兴趣的事件
server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
while (true) {
// 若没有事件就绪，线程会被阻塞，反之不会被阻塞。从而防止了 CPU 空转
// 返回值为就绪的事件个数
int ready = selector.select();
System.out.println("selector ready counts :" + ready);
// 获取所有事件
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
// 应用迭代器遍历事件
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {SelectionKey key = iterator.next();
// 判断 key 的类型
if(key.isAcceptable()) {
// 取得 key 对应的 channel
ServerSocketChannel channel = (ServerSocketChannel) key.channel();
System.out.println("before accepting...");
// 获取连贯并解决，而且是必须解决，否则须要勾销
SocketChannel socketChannel = channel.accept();
System.out.println("after accepting...");
// 处理完毕后移除
iterator.remove();}
}
}
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}
}
}步骤解析
- 取得选择器 Selector
Selector selector = Selector.open();-
将通道设置为非阻塞模式，并注册到选择器中，并设置感兴趣的事件
- channel 必须工作在非阻塞模式
- FileChannel 没有非阻塞模式，因而不能配合 selector 一起应用
-
绑定的事件类型能够有
- connect – 客户端连贯胜利时触发
-
accept – 服务器端胜利承受连贯时触发
- read – 数据可读入时触发，有因为接管能力弱，数据暂不能读入的状况
- write – 数据可写出时触发，有因为发送能力弱，数据暂不能写出的状况
// 通道必须设置为非阻塞模式
server.configureBlocking(false);
// 将通道注册到选择器中，并设置感兴趣的实际
server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);-
通过 Selector 监听事件，并取得就绪的通道个数，若没有通道就绪，线程会被阻塞
-
阻塞直到绑定事件产生
int count = selector.select(); -
阻塞直到绑定事件产生，或是超时（工夫单位为 ms）
int count = selector.select(long timeout); -
不会阻塞，也就是不论有没有事件，立即返回，本人依据返回值查看是否有事件
int count = selector.selectNow();
-
- 获取就绪事件并失去对应的通道，而后进行解决
// 获取所有事件
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
// 应用迭代器遍历事件
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {SelectionKey key = iterator.next();
// 判断 key 的类型，此处为 Accept 类型
if(key.isAcceptable()) {
// 取得 key 对应的 channel
ServerSocketChannel channel = (ServerSocketChannel) key.channel();
// 获取连贯并解决，而且是必须解决，否则须要勾销
SocketChannel socketChannel = channel.accept();
// 处理完毕后移除
iterator.remove();}
}事件产生后是否不解决
事件产生后，要么解决，要么勾销（cancel），不能什么都不做，否则下次该事件仍会触发，这是因为 nio 底层应用的是程度触发
5、Read 事件
- 在 Accept 事件中，若有客户端与服务器端建设了连贯，须要将其对应的 SocketChannel 设置为非阻塞，并注册到抉择其中
增加 Read 事件，触发后进行读取操作 - 增加 Read 事件，触发后进行读取操作
public class SelectServer {public static void main(String[] args) {ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16);
// 取得服务器通道
try(ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open()) {server.bind(new InetSocketAddress(8080));
// 创立选择器
Selector selector = Selector.open();
// 通道必须设置为非阻塞模式
server.configureBlocking(false);
// 将通道注册到选择器中，并设置感兴趣的实际
server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
// 为 serverKey 设置感兴趣的事件
while (true) {
// 若没有事件就绪，线程会被阻塞，反之不会被阻塞。从而防止了 CPU 空转
// 返回值为就绪的事件个数
int ready = selector.select();
System.out.println("selector ready counts :" + ready);
// 获取所有事件
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
// 应用迭代器遍历事件
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {SelectionKey key = iterator.next();
// 判断 key 的类型
if(key.isAcceptable()) {
// 取得 key 对应的 channel
ServerSocketChannel channel = (ServerSocketChannel) key.channel();
System.out.println("before accepting...");
// 获取连贯
SocketChannel socketChannel = channel.accept();
System.out.println("after accepting...");
// 设置为非阻塞模式，同时将连贯的通道也注册到抉择其中
socketChannel.configureBlocking(false);
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
// 处理完毕后移除
iterator.remove();} else if (key.isReadable()) {SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
System.out.println("before reading...");
channel.read(buffer);
System.out.println("after reading...");
buffer.flip();
ByteBufferUtil.debugRead(buffer);
buffer.clear();
// 处理完毕后移除
iterator.remove();}
}
}
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}
}
}删除事件
当解决完一个事件后，肯定要调用迭代器的 remove 办法移除对应事件，否则会呈现谬误。起因如下
以咱们下面的 Read 事件 的代码为例
-
当调用了 server.register (selector, SelectionKey.OP_ACCEPT) 后，Selector 中保护了一个汇合，用于寄存 SelectionKey 以及其对应的通道
// WindowsSelectorImpl 中的 SelectionKeyImpl 数组 private SelectionKeyImpl[] channelArray = new SelectionKeyImpl[8];public class SelectionKeyImpl extends AbstractSelectionKey { // Key 对应的通道 final SelChImpl channel; ... }
- 当 选择器中的通道对应的事件产生后，selecionKey 会被放到另一个汇合中，然而 selecionKey 不会主动移除，所以须要咱们在解决完一个事件后，通过迭代器手动移除其中的 selecionKey。否则会导致已被解决过的事件再次被解决，就会引发谬误
断开解决
当客户端与服务器之间的连贯断开时，会给服务器端发送一个读事件，对异样断开和失常断开须要加以不同的形式进行解决
-
失常断开
-
失常断开时，服务器端的 channel.read (buffer) 办法的返回值为 – 1，所以当完结到返回值为 – 1 时，须要调用 key 的 cancel 办法勾销此事件，并在勾销后移除该事件
int read = channel.read(buffer); // 断开连接时，客户端会向服务器发送一个写事件，此时 read 的返回值为 -1 if(read == -1) { // 勾销该事件的解决 key.cancel(); channel.close();} else {...} // 勾销或者解决，都须要移除 key iterator.remove();
-
-
异样断开
- 异样断开时，会抛出 IOException 异样，在 try-catch 的 catch 块中捕捉异样并调用 key 的 cancel 办法即可
音讯边界
不解决音讯边界存在的问题
将缓冲区的大小设置为 4 个字节，发送 2 个汉字（你好），通过 decode 解码并打印时，会呈现乱码
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(4);
// 解码并打印
System.out.println(StandardCharsets.UTF_8.decode(buffer));
你�
��这是因为 UTF-8 字符集下，1 个汉字占用 3 个字节，此时缓冲区大小为 4 个字节，一次读工夫无奈解决完通道中的所有数据，所以一共会触发两次读事件。这就导致 你好 的 好 字被拆分为了前半部分和后半局部发送，解码时就会呈现问题
解决音讯边界
传输的文本可能有以下三种状况
-
文本大于缓冲区大小
- 此时须要将缓冲区进行扩容
- 产生半包景象
- 产生粘包景象
解决思路大抵有以下三种
- 固定音讯长度，数据包大小一样，服务器按预约长度读取，当发送的数据较少时，须要将数据进行填充，直到长度与音讯规定长度统一。毛病是节约带宽
- 另一种思路是按分隔符拆分，毛病是效率低，须要一个一个字符地去匹配分隔符
-
TLV 格局，即 Type 类型、Length 长度、Value 数据
（也就是在音讯结尾用一些空间寄存前面数据的长度），如 HTTP 申请头中的 Content-Type 与 Content-Length
。类型和长度已知的状况下，就能够不便获取音讯大小，调配适合的 buffer，毛病是 buffer 须要提前调配，如果内容过大，则影响 server 吞吐量
- Http 1.1 是 TLV 格局
- Http 2.0 是 LTV 格局
下文的音讯边界解决形式为 第二种：按分隔符拆分
附件与扩容
Channel 的 register 办法还有 第三个参数：附件，能够向其中放入一个 Object 类型的对象，该对象会与注销的 Channel 以及其对应的 SelectionKey 绑定，能够从 SelectionKey 获取到对应通道的附件
public final SelectionKey register(Selector sel, int ops, Object att)可通过 SelectionKey 的 attachment () 办法取得附件
ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();咱们须要在 Accept 事件产生后，将通道注册到 Selector 中时，对每个通道增加一个 ByteBuffer 附件，让每个通道产生读事件时都应用本人的通道，防止与其余通道发生冲突而导致问题
// 设置为非阻塞模式，同时将连贯的通道也注册到抉择其中，同时设置附件
socketChannel.configureBlocking(false);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16);
// 增加通道对应的 Buffer 附件
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, buffer);当 Channel 中的数据大于缓冲区时，须要对缓冲区进行扩容操作。此代码中的扩容的断定办法：Channel 调用 compact 办法后，的 position 与 limit 相等，阐明缓冲区中的数据并未被读取（容量太小），此时创立新的缓冲区，其大小扩充为两倍。同时还要将旧缓冲区中的数据拷贝到新的缓冲区中，同时调用 SelectionKey 的 attach 办法将新的缓冲区作为新的附件放入 SelectionKey 中
// 如果缓冲区太小，就进行扩容
if (buffer.position() == buffer.limit()) {ByteBuffer newBuffer = ByteBuffer.allocate(buffer.capacity()*2);
// 将旧 buffer 中的内容放入新的 buffer 中
ewBuffer.put(buffer);
// 将新 buffer 作为附件放到 key 中
key.attach(newBuffer);
}革新后的服务器代码如下
public class SelectServer {public static void main(String[] args) {
// 取得服务器通道
try(ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open()) {server.bind(new InetSocketAddress(8080));
// 创立选择器
Selector selector = Selector.open();
// 通道必须设置为非阻塞模式
server.configureBlocking(false);
// 将通道注册到选择器中，并设置感兴趣的事件
server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
// 为 serverKey 设置感兴趣的事件
while (true) {
// 若没有事件就绪，线程会被阻塞，反之不会被阻塞。从而防止了 CPU 空转
// 返回值为就绪的事件个数
int ready = selector.select();
System.out.println("selector ready counts :" + ready);
// 获取所有事件
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
// 应用迭代器遍历事件
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {SelectionKey key = iterator.next();
iterator.remove();
// 判断 key 的类型
if(key.isAcceptable()) {
// 取得 key 对应的 channel
ServerSocketChannel channel = (ServerSocketChannel) key.channel();
System.out.println("before accepting...");
// 获取连贯
SocketChannel socketChannel = channel.accept();
System.out.println("after accepting...");
// 设置为非阻塞模式，同时将连贯的通道也注册到抉择其中，同时设置附件
socketChannel.configureBlocking(false);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16);
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, buffer);
} else if (key.isReadable()) {SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
System.out.println("before reading...");
// 通过 key 取得附件（buffer）ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();
int read = channel.read(buffer);
if(read == -1) {key.cancel();
channel.close();} else {
// 通过分隔符来分隔 buffer 中的数据
split(buffer);
// 如果缓冲区太小，就进行扩容
if (buffer.position() == buffer.limit()) {ByteBuffer newBuffer = ByteBuffer.allocate(buffer.capacity()*2);
// 将旧 buffer 中的内容放入新的 buffer 中
buffer.flip();
newBuffer.put(buffer);
// 将新 buffer 放到 key 中作为附件
key.attach(newBuffer);
}
}
System.out.println("after reading...");
}
}
}
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}
}
private static void split(ByteBuffer buffer) {buffer.flip();
for(int i = 0; i < buffer.limit(); i++) {
// 遍历寻找分隔符
// get(i)不会挪动 position
if (buffer.get(i) == '\n') {
// 缓冲区长度
int length = i+1-buffer.position();
ByteBuffer target = ByteBuffer.allocate(length);
// 将后面的内容写入 target 缓冲区
for(int j = 0; j < length; j++) {
// 将 buffer 中的数据写入 target 中
target.put(buffer.get());
}
// 打印后果
ByteBufferUtil.debugAll(target);
}
}
// 切换为写模式，然而缓冲区可能未读完，这里须要应用 compact
buffer.compact();}
}ByteBuffer 的大小调配
- 每个 channel 都须要记录可能被切分的音讯，因为 ByteBuffer 不能被多个 channel 独特应用，因而须要为每个 channel 保护一个独立的 ByteBuffer
- ByteBuffer 不能太大，比方一个 ByteBuffer 1Mb 的话，要反对百万连贯就要 1Tb 内存，因而须要设计大小可变的 ByteBuffer
-
调配思路能够参考
- 一种思路是首先调配一个较小的 buffer，例如 4k，如果发现数据不够，再调配 8k 的 buffer，将 4k buffer 内容拷贝至 8k buffer，长处是音讯间断容易解决，毛病是数据拷贝消耗性能
- 另一种思路是用多个数组组成 buffer，一个数组不够，把多进去的内容写入新的数组，与后面的区别是音讯存储不间断解析简单，长处是防止了拷贝引起的性能损耗
6、Write 事件
服务器通过 Buffer 向通道中写入数据时，可能因为通道容量小于 Buffer 中的数据大小，导致无奈一次性将 Buffer 中的数据全副写入到 Channel 中，这时便须要分屡次写入，具体步骤如下
- 执行一次写操作，向将 buffer 中的内容写入到 SocketChannel 中，而后判断 Buffer 中是否还有数据
- 若 Buffer 中还有数据，则 须要将 SockerChannel 注册到 Seletor 中，并关注写事件，同时将未写完的 Buffer 作为附件一起放入到 SelectionKey 中
int write = socket.write(buffer);
// 通道中可能无奈放入缓冲区中的所有数据
if (buffer.hasRemaining()) {
// 注册到 Selector 中，关注可写事件，并将 buffer 增加到 key 的附件中
socket.configureBlocking(false);
socket.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE, buffer);
}-
增加写事件的相干操作 key.isWritable()，对 Buffer 再次进行写操作
- 每次写后须要判断 Buffer 中是否还有数据（是否写完）。若写完，须要移除 SelecionKey 中的 Buffer 附件，防止其占用过多内存，同时还需移除对写事件的关注
SocketChannel socket = (SocketChannel) key.channel();
// 取得 buffer
ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();
// 执行写操作
int write = socket.write(buffer);
System.out.println(write);
// 如果曾经实现了写操作，须要移除 key 中的附件，同时不再对写事件感兴趣
if (!buffer.hasRemaining()) {key.attach(null);
key.interestOps(0);
}整体代码如下
public class WriteServer {public static void main(String[] args) {try(ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open()) {server.bind(new InetSocketAddress(8080));
server.configureBlocking(false);
Selector selector = Selector.open();
server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
while (true) {selector.select();
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {SelectionKey key = iterator.next();
// 解决后就移除事件
iterator.remove();
if (key.isAcceptable()) {
// 取得客户端的通道
SocketChannel socket = server.accept();
// 写入数据
StringBuilder builder = new StringBuilder();
for(int i = 0; i < 500000000; i++) {builder.append("a");
}
ByteBuffer buffer = StandardCharsets.UTF_8.encode(builder.toString());
// 先执行一次 Buffer->Channel 的写入，如果未写完，就增加一个可写事件
int write = socket.write(buffer);
System.out.println(write);
// 通道中可能无奈放入缓冲区中的所有数据
if (buffer.hasRemaining()) {
// 注册到 Selector 中，关注可写事件，并将 buffer 增加到 key 的附件中
socket.configureBlocking(false);
socket.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE, buffer);
}
} else if (key.isWritable()) {SocketChannel socket = (SocketChannel) key.channel();
// 取得 buffer
ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();
// 执行写操作
int write = socket.write(buffer);
System.out.println(write);
// 如果曾经实现了写操作，须要移除 key 中的附件，同时不再对写事件感兴趣
if (!buffer.hasRemaining()) {key.attach(null);
key.interestOps(0);
}
}
}
}
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}
}
}7、优化
多线程优化
充分利用多核 CPU，分两组选择器
- 单线程配一个选择器（Boss），专门解决 accept 事件
- 创立 cpu 外围数的线程（Worker），每个线程配一个选择器，轮流解决 read 事件
实现思路
- 创立一个负责解决 Accept 事件的 Boss 线程，与多个负责解决 Read 事件的 Worker 线程
-
Boss 线程执行的操作
-
承受并解决 Accepet 事件，当 Accept 事件产生后，调用 Worker 的 register (SocketChannel socket) 办法，让 Worker 去解决 Read 事件，其中须要依据标识 robin 去判断将任务分配给哪个 Worker
// 创立固定数量的 Worker Worker[] workers = new Worker[4]; // 用于负载平衡的原子整数 AtomicInteger robin = new AtomicInteger(0); // 负载平衡，轮询调配 Worker workers[robin.getAndIncrement()% workers.length].register(socket); -
register (SocketChannel socket) 办法会通过同步队列实现 Boss 线程与 Worker 线程之间的通信，让 SocketChannel 的注册工作被 Worker 线程执行。增加工作后须要调用 selector.wakeup () 来唤醒被阻塞的 Selector
public void register(final SocketChannel socket) throws IOException { // 只启动一次 if (!started) {// 初始化操作} // 向同步队列中增加 SocketChannel 的注册事件 // 在 Worker 线程中执行注册事件 queue.add(new Runnable() { @Override public void run() { try {socket.register(selector, SelectionKey.OP_READ); } catch (IOException e) {e.printStackTrace(); } } }); // 唤醒被阻塞的 Selector // select 相似 LockSupport 中的 park，wakeup 的原理相似 LockSupport 中的 unpark selector.wakeup();}
-
-
Worker 线程执行的操作
- 从同步队列中获取注册工作，并解决 Read 事件
实现代码
public class ThreadsServer {public static void main(String[] args) {try (ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open()) {
// 以后线程为 Boss 线程
Thread.currentThread().setName("Boss");
server.bind(new InetSocketAddress(8080));
// 负责轮询 Accept 事件的 Selector
Selector boss = Selector.open();
server.configureBlocking(false);
server.register(boss, SelectionKey.OP_ACCEPT);
// 创立固定数量的 Worker
Worker[] workers = new Worker[4];
// 用于负载平衡的原子整数
AtomicInteger robin = new AtomicInteger(0);
for(int i = 0; i < workers.length; i++) {workers[i] = new Worker("worker-"+i);
}
while (true) {boss.select();
Set<SelectionKey> selectionKeys = boss.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {SelectionKey key = iterator.next();
iterator.remove();
// BossSelector 负责 Accept 事件
if (key.isAcceptable()) {
// 建设连贯
SocketChannel socket = server.accept();
System.out.println("connected...");
socket.configureBlocking(false);
// socket 注册到 Worker 的 Selector 中
System.out.println("before read...");
// 负载平衡，轮询调配 Worker
workers[robin.getAndIncrement()% workers.length].register(socket);
System.out.println("after read...");
}
}
}
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}
}
static class Worker implements Runnable {
private Thread thread;
private volatile Selector selector;
private String name;
private volatile boolean started = false;
/**
* 同步队列，用于 Boss 线程与 Worker 线程之间的通信
*/
private ConcurrentLinkedQueue<Runnable> queue;
public Worker(String name) {this.name = name;}
public void register(final SocketChannel socket) throws IOException {
// 只启动一次
if (!started) {thread = new Thread(this, name);
selector = Selector.open();
queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
thread.start();
started = true;
}
// 向同步队列中增加 SocketChannel 的注册事件
// 在 Worker 线程中执行注册事件
queue.add(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {socket.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}
}
});
// 唤醒被阻塞的 Selector
// select 相似 LockSupport 中的 park，wakeup 的原理相似 LockSupport 中的 unpark
selector.wakeup();}
@Override
public void run() {while (true) {
try {selector.select();
// 通过同步队列取得工作并运行
Runnable task = queue.poll();
if (task != null) {
// 取得工作，执行注册操作
task.run();}
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
while(iterator.hasNext()) {SelectionKey key = iterator.next();
iterator.remove();
// Worker 只负责 Read 事件
if (key.isReadable()) {
// 简化解决，省略细节
SocketChannel socket = (SocketChannel) key.channel();
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16);
socket.read(buffer);
buffer.flip();
ByteBufferUtil.debugAll(buffer);
}
}
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}
}
}
}
}本文由
传智教育博学谷教研团队公布。如果本文对您有帮忙，欢送
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