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反应器(Reactor)模式

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概述
Java NIO非堵塞技术实际是采取反应器模式,或者说是观察者(observer)模式为我们监察I/O端口,如果有内容进来,会自动通知我们,这样,我们就不必开启多个线程死等,从外界看,实现了流畅的I/O读写,不堵塞了。

同步和异步的区别:有无通知(是否轮询)
阻塞与非阻塞的区别:操作结果是否等待(是否马上有返回值),只是设计方式的不同

NIO 有一个主要的类Selector,这个类似一个观察者,只要我们把需要探知的socketchannel告诉Selector,我们接着做别的事情,当有事件发生时,他会通知我们,传回一组SelectionKey,我们读取这些Key,就会获得我们刚刚注册过的socketchannel,然后,我们从这个Channel中读取数据,接着我们可以处理这些数据。

反应器模式与观察者模式在某些方面极为相似:当一个主体发生改变时,所有依属体都得到通知。不过,观察者模式与单个事件源关联,而反应器模式则与多个事件源关联 。

一般模型
我们想象以下情形:长途客车在路途上,有人上车有人下车,但是乘客总是希望能够在客车上得到休息。

传统的做法是:每隔一段时间(或每一个站),司机或售票员对每一个乘客询问是否下车。

反应器模式做法是:汽车是乘客访问的主体(Reactor),乘客上车后,到售票员(acceptor)处登记,之后乘客便可以休息睡觉去了,当到达乘客所要到达的目的地后,售票员将其唤醒即可。

原理图:


package com.cbf4life.reactor;

import java.io.IOException;
import java.net.InetAddress;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

/**
 * @Description:反应器模式,解决多用户并发访问问题
 * 				举例:餐厅服务
 * 				传统线程池做法:来一个客人(请求)请求一个服务员(线程)
 * 				反应器模式做法:当客人点菜的时候,服务员就可以去招呼其他客人了,等客人点好了菜,直接招呼一声“服务员” 
 * @Author:	xiaoyun
 * @Company:	http://blog.csdn.net
 * @CreateDate:	2016-2-20
 */
public class Reactor implements Runnable {
	
	// 初始化选择器
	public final Selector selector;
	// 初始化通道
	public final ServerSocketChannel serverSocketChannel;
	
	public Reactor(int port) throws IOException {
		selector = Selector.open();
		serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
		InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(), port);
		serverSocketChannel.socket().bind(inetSocketAddress);
		serverSocketChannel.configureBlocking(false);
		
		// 向选择器中注册该通道
		SelectionKey key = serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
		// 利用selectionKey的attach方法绑定Acceptor,如果有请求过来,那么出发Acceptor
		key.attach(new Acceptor(this));
	}

	@Override
	public void run() {
		try {
			while(!Thread.interrupted()) {
				selector.select();
				Set<SelectionKey> selectionKeys= selector.selectedKeys();
				Iterator<SelectionKey> it = selectionKeys.iterator();
				// Selector中如果发现channel中有OP_ACCEPT或者READ事件发生,下列遍历就会运行
				while(it.hasNext()) {
					// 来一个事件,第一次触发一个accepter线程
					// 以后触发SockReadHander
					SelectionKey key = it.next();
					dispatch(key);
				}
				selectionKeys.clear();
			}
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	public void dispatch(SelectionKey key) {
		Runnable r = (Runnable)key.attachment();
		if(r != null) {
			r.run();
		}
	}

}

package com.cbf4life.reactor;

import java.io.IOException;
import java.nio.channels.SocketChannel;

/**
 * @Description: 任务处理器
 * @Author:	xiaoyun
 * @Company:	http://blog.csdn.net
 * @CreateDate:	2016-2-20
 */
public class Acceptor implements Runnable {
	
	private Reactor reactor;
	
	public Acceptor(Reactor reactor) {
		this.reactor = reactor;
	}
	
	@Override
	public void run() {
		try {
			SocketChannel socketChannel = reactor.serverSocketChannel.accept();
			if(socketChannel != null) {
				SocketReadHandler handler = new SocketReadHandler(reactor.selector, socketChannel);
			}
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
	}

}

package com.cbf4life.reactor;

import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * @Description:执行器
 * @Author:	xiaoyun
 * @Company:	http://java.itcast.cn
 * @CreateDate:	2016-2-20
 */
public class SocketReadHandler implements Runnable {
	
	private SocketChannel socketChannel;
	
	public SocketReadHandler(Selector selector, SocketChannel socketChannel) throws IOException {
		this.socketChannel = socketChannel;
		socketChannel.configureBlocking(false);
		SelectionKey key = socketChannel.register(selector, 0);
		
		// 将选择器的key值绑定为本handler,下一步有事件触发时,将调用本类的run方法
		key.attach(this);
		// 将该selectionKey标记为可读,以便读取
		key.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
		selector.wakeup();
	}
	
	/**
	 * 处理读取的数据
	 */
	@Override
	public void run() {
		ByteBuffer inputBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
		// 设置开始位置为0,结束为止为缓存字节长度
		inputBuffer.clear();
		try {
			socketChannel.read(inputBuffer);		
			ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
			executorService.execute(this);
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

}




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