在2011年7月28日，jdk1.7被正式發(fā)布。他的一個(gè)最大的亮點(diǎn)就是將原來的NIO類庫生成到了NIO2.0，也被叫做AIO。這篇文章將通過案例對AIO進(jìn)行一個(gè)講解。
一、IO的演進(jìn)
在jdk1.4之前，JAVA中的IO類庫實(shí)在是超級原始，很多我們現(xiàn)在熟知的概念都還沒有出現(xiàn)，比如說管道、緩沖區(qū)等等。正是由于這些等等原因，C語言和C++一直都是IO方面的首選。這是原始的IO方式，也叫作BIO，它的原理很簡單，我們使用一張圖來表示一下：
也就是說BIO時(shí)代，每次有一個(gè)客戶端連接進(jìn)來的時(shí)候，都會有一個(gè)新的線程去處理，缺點(diǎn)顯而易見，如果連接比較多的時(shí)候，我們就要建立大量的線程去一一處理。
幾年之后，2002年，jdk1.4開始被正式發(fā)布了，做出的一個(gè)巨大的改變就是新增了NIO包。它提供了很多異步的IO操作方法，比如說緩沖區(qū)ByteBuffer、Pipe、Channel還有多路復(fù)用器Selector等等。新的NIO類庫的出現(xiàn)，極大地促進(jìn)了java對異步非阻塞式編程的發(fā)展。NIO的原理也是很簡單。在這里同樣使用一張圖來演示一遍：
現(xiàn)在我們可以看到，所有的客戶端連接都可以只用一個(gè)線程就可以實(shí)現(xiàn)了。
不過時(shí)代總是在一點(diǎn)一點(diǎn)的變化，逐漸的java官方為我們提供的NIO類庫越來越不能滿足需求，比如說不支持異步文件讀寫操作、沒有統(tǒng)一的文件屬性等等。于是過了幾年，在2011年7月28日，官方將用了將近十年的NIO類庫做了升級，也被稱為NIO2.0。后來也叫作AIO。AIO的原理是在之前的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，意思是異步非阻塞式IO，也就是說你的客戶端在進(jìn)行讀寫操作的時(shí)候，只需要給服務(wù)器發(fā)送一個(gè)請求，不用一直等待回答就可以去做其他的事了。
下面我們使用代碼敲一遍來看看如何實(shí)現(xiàn)AIO。
二、AIO的實(shí)現(xiàn)
這個(gè)案例很簡單，就是服務(wù)端和客戶端一個(gè)簡單的通信。我們先把代碼寫好，然后再去分析代碼的含義。
1、服務(wù)端
第一步：定義Server啟動(dòng)類
在這里我們定義了一個(gè)AIOServerHandle線程去處理服務(wù)器端的邏輯，在這里我們還休眠了很長時(shí)間，這是為了避免沒有客戶端連接時(shí)，程序運(yùn)行結(jié)束。現(xiàn)在我們最主要的就是AioServerHandle的代碼邏輯了。
第二步：AioServerHandle類實(shí)現(xiàn)
我們分析一下這段代碼，首先我們定義了一個(gè)AsynchronousServerSocketChannel，他表示的就是異步的ServerSocketChannel。然后我們在構(gòu)造方法中打開鏈接，綁定地址和端口。最后再run方法中new了一個(gè)AcceptCompleteHandler來處理接入的客戶端。現(xiàn)在就像踢皮球一樣，真正的處理邏輯又給了新的類AcceptCompleteHandler，我們再來看。
第三步：AcceptCompleteHandler的實(shí)現(xiàn)
第一部分：
通過構(gòu)造方法來接受傳遞過來的AsynchronousServerSocketChannel。
第二部分第一小節(jié)：
serverSocketChannel繼續(xù)接受傳遞過來的客戶端，為什么呢？因?yàn)檎{(diào)用了AsynchronousServerSocketChannel的accept方法之后，如果有新的客戶端連接進(jìn)來，系統(tǒng)會回調(diào)我們的CompletionHandler得completed方法。但是一個(gè)AsynchronousServerSocketChannel往往能接受成千上萬個(gè)客戶端，所以在這里繼續(xù)調(diào)用了Accept方法。以便于接受其他客戶端的鏈接。
第二部分第二小節(jié)：
channel.read方法讀取客戶端傳遞過來的數(shù)據(jù)，而且在內(nèi)部還有一個(gè)channel.write方法，表示返回給客戶端的信息。代碼邏輯是一樣的。
第二部分第三小節(jié)：
在這里表示讀取信息失敗，內(nèi)部也有一個(gè)failed方法表示的就是寫入信息失敗。
第三部分：
這也是一個(gè)failed方法，表示的是鏈接客戶端失敗。
到這里我們會看到，AIO的代碼邏輯很復(fù)雜，在這里只是實(shí)現(xiàn)一個(gè)最簡單的通信例子就這么麻煩，稍微增加點(diǎn)功能代碼邏輯會讓我們發(fā)瘋。不過為了保持代碼的完整性，我們還是要給出客戶端的實(shí)現(xiàn)。
2、客戶端
客戶端的實(shí)現(xiàn)就比較簡單了。
第一步：創(chuàng)建客戶端入口類
在這里我們同樣使用一個(gè)AioClientHandle來處理客戶端的代碼邏輯，現(xiàn)在我們繼續(xù)看代碼。
第二步：AioClientHandle類實(shí)現(xiàn)：
?這個(gè)代碼邏輯和服務(wù)端的差不多，在這里就不說了。下面我們主要分析一下為什么不用AIO。
三、AIO的缺點(diǎn)
上面BB了這么久就是為了說明為什么不使用他，你千萬別急，因?yàn)橹褐瞬拍馨賾?zhàn)不殆。你只有理解了AIO才能知道工作中應(yīng)該用什么，
1、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜
上面的代碼量你已經(jīng)看到了，惡心到不能惡心。實(shí)現(xiàn)這么一個(gè)簡單的功能就要寫這么多。
2、需要額外的技能
也就是說你想要學(xué)號AIO，還需要java多線程的技術(shù)做鋪墊才可以。否則我們很難寫出質(zhì)量高的代碼。
3、一個(gè)著名的Selector空輪詢bug
它會導(dǎo)致CPU100%，之前在我的群里面，有人曾經(jīng)遇到過這個(gè)問題，而且官方說在1.6的版本中解決，但是現(xiàn)在還有。遇到的時(shí)候我們雖然可以解決但是不知道的人會很痛苦。
4、可靠性差
也就是說我們的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)是復(fù)雜多樣的，會遇到各種各樣的問題，比如說網(wǎng)斷重連、緩存失效、半包讀寫等等。可靠性比較差。稍微出現(xiàn)一個(gè)問題，還需要大量的代碼去完善。
當(dāng)然還有很多其他的缺點(diǎn)，不過就單單第一條估計(jì)就很難發(fā)展。后來出現(xiàn)了更加牛的網(wǎng)絡(luò)通信框架netty。很好的解決了上面的問題，也是目前最主流的框架。更多內(nèi)容，在后續(xù)文章中推出。今天的文章先到這，感謝支持。
