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没有病毒的软件下载网站,cnzz,网站改版汇报,wordpress插件微信营销大纲 1.网络编程简介 2.BIO网络编程 3.AIO网络编程 4.NIO网络编程之Buffer 5.NIO网络编程之实战 6.NIO网络编程之Reactor模式 5.NIO网络编程之Buffer (1)Buffer的作用 Buffer的作用是方便读写通道(Channel)中的数据。首先数据是从通道(Channel)读入缓冲区,从…

大纲

1.网络编程简介

2.BIO网络编程

3.AIO网络编程

4.NIO网络编程之Buffer

5.NIO网络编程之实战

6.NIO网络编程之Reactor模式

5.NIO网络编程之Buffer

(1)Buffer的作用

Buffer的作用是方便读写通道(Channel)中的数据。首先数据是从通道(Channel)读入缓冲区,从缓冲区写入通道(Channel)的。应用程序发送数据时,会先将数据写入缓冲区,然后再通过通道发送缓冲区的数据。应用数据读取数据时,会先将数从通道中读到缓冲区,然后再读取缓冲区的数据。

缓冲区本质上是一块可以写入数据、可以读取数据的内存。这块内存被包装成NIO的Buffer对象,并提供了一组方法用来方便访问该块内存。所以Buffer的本质是一块可以写入数据、可以读取数据的内存。

(2)Buffer的重要属性

一.capacity

Buffer作为一个内存块有一个固定的大小值,叫capacity。我们只能往Buffer中写capacity个byte、long,char等类型。一旦Buffer满了,需要将其清空(读取数据或清除数据)才能继续写数据。

二.position

当往Buffer中写数据时,position表示当前的位置,position的初始值为0。当一个数据写到Buffer后,position会移动到下一个可插入数据的位置。所以position的最大值为capacity – 1。

当从Buffer中读取数据时,需要从某个特定的position位置读数据。如果将Buffer从写模式切换到读模式,那么position会被重置为0。当从Buffer的position处读到一个数据时,position会移动到下一个可读位置。

三.limit

在写模式下,Buffer的limit表示最多能往Buffer里写多少数据。在写模式下,Buffer的limit等于Buffer的capacity。

当Buffer从写模式切换到读模式时, limit表示最多能读到多少数据。因此,当Buffer切换到读模式时,limit会被设置成写模式下的position值。

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(3)Buffer的分配

要想获得一个Buffer对象首先要进行分配,每一个Buffer类都有allocate()方法。可以在堆上分配,也可以在直接内存上分配。

//分配一个capacity为48字节的ByteBuffer的例子
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);//分配一个capacity为1024个字符的CharBuffer的例子
CharBuffer buf = CharBuffer.allocate(1024);

一般建议使用在堆上分配。如果应用偏计算,就用堆上分配。如果应用偏网络通讯频繁,就用直接内存。

wrap()方法可以把一个byte数组或byte数组的一部分包装成ByteBuffer对象。

ByteBuffer wrap(byte [] array);
ByteBuffer wrap(byte [] array, int offset, int length);

Buffer分配的例子:

//类说明: Buffer的分配
public class AllocateBuffer {//输出结果如下://----------Test allocate--------//before allocate, 虚拟机可用的内存大小: 253386384//buffer = java.nio.HeapByteBuffer[pos=0 lim=102400000 cap=102400000]//after allocate, 虚拟机可用的内存大小: 150986368//directBuffer = java.nio.DirectByteBuffer[pos=0 lim=102400000 cap=102400000]//after direct allocate, 虚拟机可用的内存大小: 150986368//----------Test wrap--------//java.nio.HeapByteBuffer[pos=0 lim=32 cap=32]//java.nio.HeapByteBuffer[pos=10 lim=20 cap=32]public static void main(String[] args) {System.out.println("----------Test allocate--------");System.out.println("before allocate, 虚拟机可用的内存大小: " + Runtime.getRuntime().freeMemory());//堆上分配ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(102400000);System.out.println("buffer = " + buffer);System.out.println("after allocate, 虚拟机可用的内存大小: " + Runtime.getRuntime().freeMemory());//这部分用的直接内存ByteBuffer directBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(102400000);System.out.println("directBuffer = " + directBuffer);System.out.println("after direct allocate, 虚拟机可用的内存大小: " + Runtime.getRuntime().freeMemory());System.out.println("----------Test wrap--------");byte[] bytes = new byte[32];buffer = ByteBuffer.wrap(bytes);System.out.println(buffer);buffer = ByteBuffer.wrap(bytes, 10, 10);System.out.println(buffer);}
}

(4)Buffer的读写

一.向Buffer中写数据

将数据写到Buffer有两种方式:

方式一:从Channel读出数据写到Buffer

方式二:通过Buffer的put()方法将数据写到Buffer

//从Channel写到Buffer的例子
int bytesRead = inChannel.read(buf);//从channel读出数据写到buffer
//通过put()方法将数据写到Buffer的例子
buf.put(127);

二.从Buffer中读取数据

从Buffer中读取数据有两种方式:

方式一:从Buffer中读取数据写入到Channel

方式二:使用get()方法从Buffer中读取数据

//从Buffer读取数据到Channel的例子
int bytesWritten = inChannel.write(buf);
//使用get()方法从Buffer中读取数据的例子
byte aByte = buf.get();

三.使用Buffer读写数据常见步骤

步骤一:写入数据到Buffer

步骤二:调用flip()方法

步骤三:从Buffer中读取数据

步骤四:调用clear()方法或compact()方法

flip()方法会将Buffer从写模式切换到读模式,调用flip()方法会将position设回0,并将limit设置成之前的position值。

当向buffer写入数据时,buffer会记录下写了多少数据。一旦要读取数据,需要通过flip()方法将Buffer从写模式切换到读模式。在读模式下,可以读取之前写入到buffer的所有数据。一旦读完了所有的数据,就需要清空缓冲区,让它可以再次被写入。

有两种方式能清空缓冲区:调用clear()方法或compact()方法。clear()方法会清空整个缓冲区,compact()方法只会清除已经读过的数据。任何未读的数据都被移到缓冲区的起始处,新写入的数据将放到缓冲区未读数据的后面。

四.其他常用操作

操作一:rewind()方法

Buffer.rewind()将position设回0,所以可以重读Buffer中的所有数据。limit保持不变,仍然表示能从Buffer中读取多少个元素(byte、char等)。

操作二:clear()与compact()方法

一旦读取完Buffer中的数据,需要让Buffer准备好再次被写入,这时候可以通过clear()方法或compact()方法来完成。

如果调用的是clear()方法,position将被设为0,limit被设为capacity的值。此时Buffer被认为是清空了,但是Buffer中的数据并未清除,只是这些标记能告诉我们可以从哪里开始往Buffer里写数据。

如果Buffer中有一些未读的数据,调用clear()方法,数据将被遗忘。意味着不再有任何标记会告诉你哪些数据被读过,哪些还没有。

如果Buffer中仍有未读的数据,且后续还需要这些数据,但是此时想要先写些数据,那么可以使用compact()方法。compact()方法会将所有未读的数据拷贝到Buffer起始处,然后将position设到最后一个未读元素正后面,limit属性依然像clear()方法一样设置成capacity。现在Buffer准备好写数据了,但是不会覆盖未读的数据。

操作三:mark()与reset()方法

通过调用Buffer.mark()方法,可以标记Buffer中的一个特定position,之后可以通过调用Buffer.reset()方法恢复到这个position。

//类说明: Buffer方法演示
public class BufferMethod {public static void main(String[] args) {System.out.println("------Test get-------------");ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(32);buffer.put((byte) 'a')//0.put((byte) 'b')//1.put((byte) 'c')//2.put((byte) 'd')//3.put((byte) 'e')//4.put((byte) 'f');//5//before flip()java.nio.HeapByteBuffer[pos=6 lim=32 cap=32]System.out.println("before flip()" + buffer);//转换为读取模式: pos置为0, lim置为转换前pos的值buffer.flip();//before get():java.nio.HeapByteBuffer[pos=0 lim=6 cap=32]System.out.println("before get():" + buffer);//get()会影响position的位置, 这是相对取;System.out.println((char) buffer.get());//after get():java.nio.HeapByteBuffer[pos=1 lim=6 cap=32]System.out.println("after get():" + buffer);//get(index)不影响position的值, 这是绝对取;System.out.println((char) buffer.get(2));//after get(index):java.nio.HeapByteBuffer[pos=1 lim=6 cap=32]System.out.println("after get(index):" + buffer);byte[] dst = new byte[10];//position移动两位buffer.get(dst, 0, 2);//after get(dst, 0, 2):java.nio.HeapByteBuffer[pos=3 lim=6 cap=32]System.out.println("after get(dst, 0, 2):" + buffer);System.out.println("dst:" + new String(dst));//dst:bcSystem.out.println("--------Test put-------");ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(32);//before put(byte):java.nio.HeapByteBuffer[pos=0 lim=32 cap=32]System.out.println("before put(byte):" + bb);//put()不带索引会改变pos, after put(byte):java.nio.HeapByteBuffer[pos=1 lim=32 cap=32]System.out.println("after put(byte):" + bb.put((byte) 'z'));//put(2,(byte) 'c')不改变position的位置bb.put(2, (byte) 'c');//after put(2,(byte) 'c'):java.nio.HeapByteBuffer[pos=1 lim=32 cap=32]System.out.println("after put(2,(byte) 'c'):" + bb);System.out.println(new String(bb.array()));//这里的buffer是abcdef[pos=3 lim=6 cap=32]bb.put(buffer);//after put(buffer):java.nio.HeapByteBuffer[pos=4 lim=32 cap=32]System.out.println("after put(buffer):" + bb);System.out.println(new String(bb.array()));System.out.println("--------Test reset----------");buffer = ByteBuffer.allocate(20);System.out.println("buffer = " + buffer);buffer.clear();buffer.position(5);//移动position到5buffer.mark();//记录当前position的位置buffer.position(10);//移动position到10System.out.println("before reset:" + buffer);buffer.reset();//复位position到记录的地址System.out.println("after reset:" + buffer);System.out.println("--------Test rewind--------");buffer.clear();buffer.position(10);//移动position到10buffer.limit(15);//限定最大可写入的位置为15System.out.println("before rewind:" + buffer);buffer.rewind();//将position设回0System.out.println("before rewind:" + buffer);System.out.println("--------Test compact--------");buffer.clear();//放入4个字节,position移动到下个可写入的位置,也就是4buffer.put("abcd".getBytes());System.out.println("before compact:" + buffer);System.out.println(new String(buffer.array()));buffer.flip();//将position设回0,并将limit设置成之前position的值System.out.println("after flip:" + buffer);//从Buffer中读取数据的例子,每读一次,position移动一次System.out.println((char) buffer.get());System.out.println((char) buffer.get());System.out.println((char) buffer.get());System.out.println("after three gets:" + buffer);System.out.println(new String(buffer.array()));//compact()方法将所有未读的数据拷贝到Buffer起始处//然后将position设到最后一个未读元素正后面buffer.compact();System.out.println("after compact:" + buffer);System.out.println(new String(buffer.array()));}
}

(5)Buffer常用方法总结

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6.NIO网络编程之实战

(1)Selector

(2)Channels

(3)SelectionKey

(4)NIO的开发流程

(5)NIO的开发例子

(1)Selector

Selector的含义是选择器,也可以称为轮询代理器、事件订阅器。Selector的作用是注册事件和对Channel进行管理。

应用程序可以向Selector对象注册它关注的Channel,以及具体的某一个Channel会对哪些IO事件感兴趣,Selector中会维护一个已经注册的Channel的容器。

(2)Channels

Channel可以和操作系统进行内容传递,应用程序可以通过Channel读数据,也可以通过Channel向操作系统写数据,当然写数据和读数据都要通过Buffer来实现。

所有被Selector注册的Channel都是继承SelectableChannel的子类,通道中的数据总是要先读到一个Buffer,或者总是要从一个Buffer中写入。ScoketChannel和ServerSocketChannel都是SelectableChannel类的子类。

(3)SelectionKey

NIO中的SelectionKey共定义了四种事件类型:OP_ACCEPT、OP_READ、OP_WRITE、OP_CONNECT,分别对应接受连接、读、写、请求连接的网络Socket操作。

ServerSocketChannel和SocketChannel可以注册自己感兴趣的操作类型,当对应操作类型的就绪条件满足时操作系统就会通知这些Channel。

每个操作类型(事件类型)的就绪条件:

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(4)NIO的开发流程

步骤一:服务端启动ServerSocketChannel,关注OP_ACCEPT事件。

步骤二:客户端启动SocketChannel,连接服务端,关注OP_CONNECT事件。

步骤三:服务端接受连接,然后启动一个SocketChannel。该SocketChannel可以关注OP_READ、OP_WRITE事件,一般连接建立后会直接关注OP_READ事件。

步骤四:客户端的SocketChannel发现连接建立后,关注OP_READ、OP_WRITE事件,一般客户端需要发送数据了才能关注OP_READ事件。

步骤五:连接建立后,客户端与服务器端开始相互发送消息(读写),然后根据实际情况来关注OP_READ、OP_WRITE事件。

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(5)NIO的开发例子

一.客户端的代码

//类说明: NIO通信的客户端
public class NioClient {private static NioClientHandle nioClientHandle;public static void start() {if (nioClientHandle != null) {nioClientHandle.stop();}nioClientHandle = new NioClientHandle(DEFAULT_SERVER_IP, DEFAULT_PORT);new Thread(nioClientHandle, "Client").start();}//向服务器发送消息public static boolean sendMsg(String msg) throws Exception {nioClientHandle.sendMsg(msg);return true;}public static void main(String[] args) throws Exception {start();Scanner scanner = new Scanner(System.in);while(NioClient.sendMsg(scanner.next()));}
}//类说明: NIO通信的客户端处理器
public class NioClientHandle implements Runnable {private String host;private int port;private Selector selector;private SocketChannel socketChannel;private volatile boolean started;public NioClientHandle(String ip, int port) {this.host = ip;this.port = port;try {//创建选择器selector = Selector.open();//打开通道socketChannel = SocketChannel.open();//如果为true, 则此通道将被置于阻塞模式; 如果为false, 则此通道将被置于非阻塞模式;//另外, IO复用本身就是非阻塞模式, 所以设置false;socketChannel.configureBlocking(false);//表示连接已经打开started = true;} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public void stop() {started = false;}private void doConnect() throws IOException {//关于socketChannel.connect方法的说明://如果此通道处于非阻塞模式, 则调用此方法将启动一个非阻塞连接的操作;//如果该连接建立得非常快, 就像本地连接可能发生的那样, 则此方法返回true;//否则, 此方法返回false, 稍后必须通过调用finishConnect方法完成连接操作//如果成功连接则什么都不做if (socketChannel.connect(new InetSocketAddress(host, port))) {} else {//连接还未完成, 所以注册连接就绪事件, 向selector表示关注这个事件socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);}}@Overridepublic void run() {try {//发起连接doConnect();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();System.exit(1);}//循环遍历selectorwhile(started) {try {//selector.select()会阻塞, 只有当至少一个注册的事件发生的时候才会继续selector.select();//获取当前有哪些事件可以使用Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();//转换为迭代器Iterator<SelectionKey> it = keys.iterator();SelectionKey key = null;while(it.hasNext()) {key = it.next();it.remove();//拿到key后从迭代器移除try {handleInput(key);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();if (key != null) {key.cancel();if (key.channel() != null) {key.channel().close();}}}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}//selector关闭后会自动释放里面管理的资源if (selector != null) {try {selector.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}//具体的事件处理方法private void handleInput(SelectionKey key) throws IOException {if (key.isValid()) {//根据SelectionKey获得关心当前事件的channelSocketChannel sc = (SocketChannel)key.channel();//处理连接事件if (key.isConnectable()) {if (sc.finishConnect()) {socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);} else{System.exit(1);}}//有数据可读事件if (key.isReadable()) {//创建ByteBuffer, 并开辟一个1M的缓冲区ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);//读取请求码流, 返回读取到的字节数, 从channel读出来并写到buffer里去int readBytes = sc.read(buffer);//读取到字节,对字节进行编解码if (readBytes > 0) {//将缓冲区当前的limit设置为position,position=0,//用于后续对缓冲区的读取操作buffer.flip();//根据缓冲区可读字节数创建字节数组byte[] bytes = new byte[buffer.remaining()];//将缓冲区可读字节数组复制到新建的数组中buffer.get(bytes);String result = new String(bytes,"UTF-8");System.out.println("accept message: " + result);} else if (readBytes < 0) {key.cancel();sc.close();}}}}//发送消息private void doWrite(SocketChannel channel, String request) throws IOException {//将消息编码为字节数组byte[] bytes = request.getBytes();//根据数组容量创建ByteBufferByteBuffer writeBuffer = ByteBuffer.allocate(bytes.length);//将字节数组复制到缓冲区writeBuffer.put(bytes);//flip操作writeBuffer.flip();//发送缓冲区的字节数组channel.write(writeBuffer);}//写数据对外暴露的APIpublic void sendMsg(String msg) throws Exception {socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);doWrite(socketChannel, msg);}
}

二.服务端的代码

//类说明: NIO通信的服务端
public class NioServer {private static NioServerHandle nioServerHandle;public static void start() {if (nioServerHandle != null) {nioServerHandle.stop();}nioServerHandle = new NioServerHandle(DEFAULT_PORT);new Thread(nioServerHandle,"Server").start();}public static void main(String[] args) {start();}
}//类说明: NIO通信的服务端处理器
public class NioServerHandle implements Runnable {private Selector selector;private ServerSocketChannel serverChannel;private volatile boolean started;//构造方法public NioServerHandle(int port) {try {//创建选择器selector = Selector.open();//打开通道serverChannel = ServerSocketChannel.open();//如果为true, 则此通道将被置于阻塞模式; 如果为false, 则此通道将被置于非阻塞模式;//另外, IO复用本身就是非阻塞模式, 所以设置false;serverChannel.configureBlocking(false);//指定监听的端口serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));//注册服务端关心的事件: 连接事件serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);//表示连接已经打开started = true;System.out.println("服务器已启动, 端口号: " + port);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public void stop() {started = false;}@Overridepublic void run() {//循环遍历selectorwhile(started) {try {//阻塞, 只有当至少一个注册的事件发生的时候才会继续selector.select();Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();Iterator<SelectionKey> it = keys.iterator();SelectionKey key = null;while(it.hasNext()) {key = it.next();it.remove();try {handleInput(key);} catch(Exception e) {if (key != null) {key.cancel();if (key.channel() != null) {key.channel().close();}}}}} catch(Throwable t) {t.printStackTrace();}}//selector关闭后会自动释放里面管理的资源if (selector != null) {try {selector.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}private void handleInput(SelectionKey key) throws IOException {if (key.isValid()) {//处理新接入的请求消息if (key.isAcceptable()) {//获得关心当前事件的channelServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel)key.channel();//通过ServerSocketChannel的accept创建SocketChannel实例//完成该操作意味着完成TCP三次握手, TCP物理链路正式建立SocketChannel sc = ssc.accept();System.out.println("======socket channel 建立连接");//设置为非阻塞的sc.configureBlocking(false);//连接已经完成了, 可以开始关心读事件了sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);}//读消息if (key.isReadable()) {System.out.println("======socket channel 数据准备完成, " + "可以去读==读取=======");SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();//创建ByteBuffer, 并开辟一个1M的缓冲区ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);//读取请求码流, 返回读取到的字节数int readBytes = sc.read(buffer);//读取到字节, 对字节进行编解码if (readBytes > 0) {//将缓冲区当前的limit设置为position=0, 用于后续对缓冲区的读取操作buffer.flip();//根据缓冲区可读字节数创建字节数组byte[] bytes = new byte[buffer.remaining()];//将缓冲区可读字节数组复制到新建的数组中buffer.get(bytes);String message = new String(bytes,"UTF-8");System.out.println("服务器收到消息: " + message);//处理数据String result = response(message) ;//发送应答消息doWrite(sc, result);} else if (readBytes < 0) {//链路已经关闭, 释放资源key.cancel();sc.close();}}}}//发送应答消息private void doWrite(SocketChannel channel,String response) throws IOException {//将消息编码为字节数组byte[] bytes = response.getBytes();//根据数组容量创建ByteBufferByteBuffer writeBuffer = ByteBuffer.allocate(bytes.length);//将字节数组复制到缓冲区writeBuffer.put(bytes);//flip操作writeBuffer.flip();//发送缓冲区的字节数组channel.write(writeBuffer);}
}

6.NIO网络编程之Reactor模式

(1)单线程的Reactor模式

(2)单线程Reactor模式的改进

(3)多线程的Reactor模式

(1)单线程的Reactor模式

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一.单线程Reactor模式的流程

首先服务端的Reactor其实是一个线程对象。Reactor会启动事件循环,并使用Selector(选择器)来实现IO多路复用。

然后服务端启动时会注册一个Acceptor事件处理器到Reactor中。这个Acceptor事件处理器会关注accept事件,这样Reactor监听到accept事件就会交给Acceptor事件处理器进行处理了。

当客户端向服务器端发起一个连接请求时,Reactor就会监听到一个accept事件,于是会将该accept事件派发给Acceptor处理器进行处理。

接着Acceptor处理器通过accept()方法便能得到这个客户端对应的连接(SocketChannel),然后将该连接(SocketChannel)所关注的read事件及对应的read事件处理器注册到Reactor中,这样Reactor监听到该连接的read事件就会交给对应的read事件处理器进行处理。

当Reactor监听到客户端的连接(SocketChannel)有读写事件发生时,就会将读写事件派发给对应的读写事件处理器进行处理。比如读事件处理器会通过SocketChannel的read()方法读取数据,此时的read()方法可以直接读取到数据,不需要阻塞等待可读数据的到来。

每当Acceptor处理器和读写事件处理器处理完所有就绪的感兴趣的IO事件后,Reactor线程会再次执行select()方法阻塞等待新的事件就绪并将其分派给对应处理器进行处理。

二.单线程Reactor模式的问题

注意:单线程的Reactor模式中的单线程主要是针对IO操作而言的,也就是所有的IO的accept、read、write、connect操作都在一个线程上完成。

由于在单线程Reactor模式中,不仅IO操作在Reactor线程上,而且非IO的业务操作也在Reactor线程上进行处理,这会大大降低IO请求的响应。所以应将非IO的业务操作从Reactor线程上剥离,以提高Reactor线程对IO请求的响应。

(2)单线程Reactor模式的改进

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一.增加工作线程池来进行改进

为了改善单线程Reactor模式中Reactor线程还要处理业务逻辑,可以添加一个工作线程池。将非IO操作(解码、计算、编码)从Reactor线程中移出,然后转交给这个工作线程池来执行。所有IO操作依旧由单个Reactor线程来完成,如IO的accept、read、write以及connect操作。这样就能提高Reactor线程的IO响应,避免因耗时的业务逻辑而降低对后续IO请求的处理。

二.使用线程池的好处

合理使用线程池,可以带来很多好处:

好处一:减少频繁创建和销毁线程的性能开销

好处二:重复利用线程,避免对每个任务都创建线程,可以提高响应速度

好处三:合理设置线程池的大小,可以避免因为线程池过大影响性能

三.单线程Reactor不适合高并发场景

对于一些小容量的应用场景,可以使用单线程Reactor模型,但是对于一些高负载、大并发或大数据量的应用场景却不合适。

原因一:一个NIO线程同时处理成百上千的链路,性能上无法支撑。即便NIO线程的CPU负荷达到100%,也无法满足海量消息的读取和发送。

原因二:当NIO线程负载过重之后,处理速度将变慢,这会导致大量客户端连接超时。超时之后往往会进行重发,这更加重了NIO线程的负载。最终会导致大量消息积压和处理超时,成为系统的性能瓶颈。

(3)多线程的Reactor模式

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一.多线程的Reactor模式介绍

在多线程的Reactor模式下,存在一个Reactor线程池,Reactor线程池里的每一个Reactor线程都有自己的Selector和事件分发逻辑。

Reactor线程池里的主反应器线程mainReactor可以只有一个,但子反应器线程subReactor一般会有多个,通常subReactor也是一个线程池。

主反应器线程mainReactor主要负责接收客户端的连接请求,然后将接收到的SocketChannel传递给子反应器线程subReactor,由subReactor来完成和客户端的通信。

二.多线程的Reactor模式流程

首先服务端的Reactor变成了多个线程对象,分为mainReactor和subReactor。这些Reactor对象也会启动事件循环,并使用Selector(选择器)来实现IO多路复用。

然后服务端在启动时会注册一个Acceptor事件处理器到mainReactor中。这个Acceptor事件处理器会关注accept事件,这样mainReactor监听到accept事件就会交给Acceptor事件处理器进行处理。

当客户端向服务端发起一个连接请求时,mainReactor就会监听到一个accept事件,于是就会将这个accept事件派发给Acceptor处理器来进行处理。

接着Acceptor处理器通过accept()方法便能得到这个客户端对应的连接(SocketChannel),然后将这个连接SocketChannel传递给subReactor线程池进行处理。

subReactor线程池会分配一个subReactor线程给这个SocketChannel,并将SocketChannel关注的read事件及对应的read事件处理器注册到这个subReactor线程中。当然也会注册关注的write事件及write事件处理器到subReactor线程中以完成IO写操作。

总之,Reactor线程池中的每一Reactor线程都会有自己的Selector和事件分发逻辑。当有IO事件就绪时,相关的subReactor就将事件派发给响应的处理器处理。

注意,这里subReactor线程只负责完成IO的read()操作,在读取到数据后将业务逻辑的处理放入到工作线程池中完成。若完成业务逻辑后需要返回数据给客户端,则IO的write()操作还是会被提交回subReactor线程来完成。这样所有的IO操作依旧在Reactor线程(mainReactor或subReactor)中完成,而工作线程池仅用来处理非IO操作的逻辑。

多Reactor线程模式将"接收客户端的连接请求"和"与该客户端进行读写通信"分在了两个Reactor线程来完成。mainReactor完成接收客户端连接请求的操作,它不负责与客户端的通信,而是将建立好的连接转交给subReactor线程来完成与客户端的通信,这样就不会因为read()操作的数据量太大而导致后面的客户端连接请求得不到及时处理。并且多Reactor线程模式在海量的客户端并发请求的情况下,还可以通过subReactor线程池将海量的连接分发给多个subReactor线程,在多核的操作系统中这能大大提升应用的负载和吞吐量。

Netty服务端就是使用了多线程的Reactor模式。

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&#x1f308; 个人主页&#xff1a;十二月的猫-CSDN博客 &#x1f525; 系列专栏&#xff1a; &#x1f3c0;《Python/PyTorch极简课》_十二月的猫的博客-CSDN博客 &#x1f4aa;&#x1f3fb; 十二月的寒冬阻挡不了春天的脚步&#xff0c;十二点的黑夜遮蔽不住黎明的曙光 目…

每日一题——两数相加

两数相加 问题描述问题分析解题思路代码实现代码解析注意事项示例运行总结 问题描述 给定两个非空链表&#xff0c;表示两个非负整数。链表中的每个节点存储一个数字&#xff0c;数字的存储顺序为逆序&#xff08;即个位在链表头部&#xff09;。要求将这两个数字相加&#xff…

C++20 模块:告别头文件,迎接现代化的模块系统

文章目录 引言一、C20模块简介1.1 传统头文件的局限性1.2 模块的出现 二、模块的基本概念2.1 模块声明2.2 模块接口单元2.3 模块实现单元 三、模块的优势3.1 编译时间大幅减少3.2 更好的依赖管理3.3 命名空间隔离 四、如何使用C20模块4.1 编译器支持4.2 示例项目4.3 编译和运行…

sql靶场5-6关(报错注入)保姆级教程

目录 sql靶场5-6关&#xff08;报错注入&#xff09;保姆级教程 1.第五关 1.步骤一&#xff08;闭合&#xff09; 2.步骤二&#xff08;列数&#xff09; 3.报错注入深解 4.报错注入格式 5.步骤三&#xff08;数据库表名&#xff09; 6.常用函数 7.步骤四&#xff08;表…

OSPF-单区域的配置

一、单区域概念&#xff1a; 单区域OSPF中&#xff0c;整个网络被视为一个区域&#xff0c;区域ID通常为0&#xff08;骨干区域&#xff09;。所有的路由器都在这个区域内交换链路状态信息。 补充知识点&#xff1a; OSPF为何需要loopback接口&#xff1a; 1.Loopback接口的…

LeetCode100之二叉树的直径(543)--Java

1.问题描述 给你一棵二叉树的根节点&#xff0c;返回该树的 直径 。 二叉树的 直径 是指树中任意两个节点之间最长路径的 长度 。这条路径可能经过也可能不经过根节点 root 。 两节点之间路径的 长度 由它们之间边数表示。 示例1 输入&#xff1a;root [1,2,3,4,5] 输出&#…

C语言每日一练——day_4

引言 针对初学者&#xff0c;每日练习几个题&#xff0c;快速上手C语言。第四天。&#xff08;连续更新中&#xff09; 采用在线OJ的形式 什么是在线OJ&#xff1f; 在线判题系统&#xff08;英语&#xff1a;Online Judge&#xff0c;缩写OJ&#xff09;是一种在编程竞赛中用…

工作流编排利器:Prefect 全流程解析

工作流编排利器&#xff1a;Prefect 全流程解析 本文系统讲解了Prefect工作流编排工具&#xff0c;从基础入门到高级应用&#xff0c;涵盖任务与流程管理、数据处理、执行器配置、监控调试、性能优化及与其他工具集成等内容&#xff0c;文末项目实战示例&#xff0c;帮助读者全…

LINUX系统安装+添加共享目录

一、前言 Windows或mac系统中创建Linux工作环境是基于VMware和SL(Scientific Linux)&#xff0c;下面分别安装二者。 二、VMware软件安装及注册 1、双击VMware安装包 2、点击下一步 3、 勾选接受许可&#xff0c;并点击下一步 4、更改路径&#xff08;建议更改为容易找到的路…

BI 工具响应慢?可能是 OLAP 层拖了后腿

在数据驱动决策的时代&#xff0c;BI 已成为企业洞察业务、辅助决策的必备工具。然而&#xff0c;随着数据量激增和分析需求复杂化&#xff0c;BI 系统“卡”、“响应慢”的问题日益突出&#xff0c;严重影响分析效率和用户体验。 本文将深入 BI 性能问题的根源&#xff0c;并…

基于SSM+Vue的汽车维修保养预约系统+LW示例

1.项目介绍 系统角色&#xff1a;管理员、员工、用户功能模块&#xff1a;用户管理、员工管理、汽车类型管理、项目类型管理、维修/预约订单管理、系统管理、公告管理等技术选型&#xff1a;SSM&#xff0c;vue&#xff08;后端管理web&#xff09;&#xff0c;Layui&#xff…

在rocklinux里面批量部署安装rocklinx9

部署三台Rockylinux9服务器 实验要求 1. 自动安装ubuntu server20以上版本 2. 自动部署三台Rockylinux9服务器&#xff0c;最小化安装&#xff0c;安装基础包&#xff0c;并设定国内源&#xff0c;设静态IP 实验步骤 安装软件 # yum源必须有epel源 # dnf install -y epel-re…