java 并发

 

编号	名词	解释	举例
1	同步	指的是用户进程触发IO操作并等待或者轮询的去查看IO操作是否就绪	自己上街买衣服，自己亲自干这件事，别的事干不了。
2	异步	异步是指用户进程触发IO操作以后便开始做自己的事情，而当IO操作已经完成的时候会得到IO完成的通知（异步的特点就是通知）	告诉朋友自己合适衣服的尺寸，大小，颜色，让朋友委托去卖，然后自己可以去干别的事。（使用异步IO时，Java将IO读写委托给OS处理，需要将数据缓冲区地址和大小传给OS）
3	阻塞	所谓阻塞方式的意思是指, 当试图对该文件描述符进行读写时, 如果当时没有东西可读,或者暂时不可写, 程序就进入等待 状态, 直到有东西可读或者可写为止	去公交站充值，发现这个时候，充值员不在（可能上厕所去了），然后我们就在这里等待，一直等到充值员回来为止。（当然现实社会，可不是这样，但是在计算机里确实如此。）
4	非阻塞	非阻塞状态下, 如果没有东西可读, 或者不可写, 读写函数马上返回, 而不会等待，	银行里取款办业务时，领取一张小票，领取完后我们自己可以玩玩手机，或者与别人聊聊天，当轮我们时，银行的喇叭会通知，这时候我们就可以去了。

同步阻塞IO（JAVA BIO）： 
    同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，当然可以通过线程池机制改善。 

同步非阻塞IO(Java NIO) ： 同步非阻塞，服务器实现模式为一个请求一个线程，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。用户进程也需要时不时的询问IO操作是否就绪，这就要求用户进程不停的去询问。 

异步阻塞IO（Java NIO）：  
   此种方式下是指应用发起一个IO操作以后，不等待内核IO操作的完成，等内核完成IO操作以后会通知应用程序，这其实就是同步和异步最关键的区别，同步必须等待或者主动的去询问IO是否完成，那么为什么说是阻塞的呢？因为此时是通过select系统调用来完成的，而select函数本身的实现方式是阻塞的，而采用select函数有个好处就是它可以同时监听多个文件句柄（如果从UNP的角度看，select属于同步操作。因为select之后，进程还需要读写数据），从而提高系统的并发性！  


（Java AIO(NIO.2)）异步非阻塞IO:  
   在此种模式下，用户进程只需要发起一个IO操作然后立即返回，等IO操作真正的完成以后，应用程序会得到IO操作完成的通知，此时用户进程只需要对数据进行处理就好了，不需要进行实际的IO读写操作，因为真正的IO读取或者写入操作已经由内核完成了。 

 

    BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序直观简单易理解。 

    NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持。 

    AIO方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持。 

 

import java.io.IOException;

import java.net.InetSocketAddress;

import java.nio.ByteBuffer;

import java.nio.channels.AsynchronousChannelGroup;

import java.nio.channels.AsynchronousServerSocketChannel;

import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel;

import java.nio.channels.CompletionHandler;

import java.util.concurrent.ExecutionException;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

 

 

public class EchoAioServer {

 

    private final int port;

 

    public static void main(String args[]) {

        int port = 7354;

        new EchoAioServer(port);

    }

 

    public EchoAioServer(int port) {

        this.port = port;

        listen();

    }

 

    private void listen() {

        try {

            ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

            AsynchronousChannelGroup threadGroup = AsynchronousChannelGroup.withCachedThreadPool(executorService, 2);

            try (AsynchronousServerSocketChannel server = AsynchronousServerSocketChannel.open(threadGroup)) {

                server.bind(new InetSocketAddress(port), 100);

 

                System.out.println("Echo listen on " + port);

            System.out.println("isOpen()= " + server.isOpen());

                if (!server.isOpen()) {

    return ;

    }

                server.accept(null, new CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Object>() {

                    final ByteBuffer echoBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);

                    

                    @Override

                    public void completed(AsynchronousSocketChannel result, Object attachment) {

                        System.out.println("waiting ....");

                        try {

                            echoBuffer.clear();

                            result.read(echoBuffer).get();

                            echoBuffer.flip();

                            // echo data

                            result.write(echoBuffer);

                            echoBuffer.flip();

//                            System.out.println("Echoed '" + new String(echoBuffer.array()) + "' to " + result);

                        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {

                            System.out.println(e.toString());

                        } finally {

                            try {

                                result.close();

                                server.accept(null, this);

                            } catch (Exception e) {

                                System.out.println(e.toString());

                            }

                        }

 

                        System.out.println("done...");

                    }

 

                    @Override

                    public void failed(Throwable exc, Object attachment) {

                        System.out.println("server failed: " + exc);

                    }

                });

 

                try {

                    // Wait for ever

                    Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);

                } catch (InterruptedException ex) {

                    System.out.println(ex);

                }

            }

        } catch (IOException e) {

            System.out.println(e);

        }

    }

}

//客户端代码

import java.net.InetSocketAddress;

import java.nio.ByteBuffer;

import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel;

import java.nio.channels.CompletionHandler;

 

public class EchoAioClient {

    private final AsynchronousSocketChannel client ;

    

    public EchoAioClient() throws Exception{

       client = AsynchronousSocketChannel.open();

    }

    

    public void start()throws Exception{

        client.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1",8000),null,new CompletionHandler<Void,Void>() {

            @Override

            public void completed(Void result, Void attachment) {

                try {

                    client.write(ByteBuffer.wrap("this is a test".getBytes())).get();

                    System.out.println("send data to server");

                } catch (Exception ex) {

                    ex.printStackTrace();

                }

            }

 

            @Override

            public void failed(Throwable exc, Void attachment) {

                exc.printStackTrace();

            }

        });

        final ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(1024);

        client.read(bb, null, new CompletionHandler<Integer,Object>(){

 

@Override

public void completed(Integer result, Object attachment) {

System.out.println(result);

    System.out.println(new String(bb.array()));

}

 

@Override

public void failed(Throwable exc, Object attachment) {

exc.printStackTrace();

}

        }

        );

        

 

        

        try {

            // Wait for ever

            Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);

        } catch (InterruptedException ex) {

            System.out.println(ex);

        }

        

    }

    

    public static void main(String args[])throws Exception{

        new EchoAioClient().start();

    }

}