JDK7新特性<八>异步io/AIO

概述

JDK7引入了Asynchronous I/O。I/O编程中，常用到两种模式：Reactor 和 Proactor。Reactor就是Java的NIO。当有事件触发时，我们得到通知，进行相应的处理。Proactor就是我们今天要讲的 AIO了。AIO进行I/O操作，都是异步处理，当事件完成时，我们会得到通知。

JDK7的 AIO包括网络和文件操作。两者大同小异，本文通过一个完整的客户端/服务器Sample来详细说明aio的网络操作。

AIO提供了两种异步操作的监听机制。第一种通过返回一个Future对象来事件，调用其get（）会等到操作完成。第二种类似于回调函数。在进行异步操作时，传递一个CompletionHandler，当异步操作结束时，会调用CompletionHandler.complete 接口

范例

这个范例功能比较简单，就是客户端向服务端发送一个“test”命令，然后结束。

服务端程序 Sever.java

1. import java.io.IOException;
2. import java.net.InetSocketAddress;
3. import java.nio.ByteBuffer;
4. import java.nio.channels.AsynchronousServerSocketChannel;
5. import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel;
6. import java.util.concurrent.ExecutionException;
7. import java.util.concurrent.Future;
8. import java.util.concurrent.TimeUnit;
9. import java.util.concurrent.TimeoutException;
10. public class Server {
11. private AsynchronousServerSocketChannel server;
12. public Server()throws IOException{
13. server = AsynchronousServerSocketChannel.open().bind(new InetSocketAddress(8888));
14. }
15. public void start() throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException{
16. Future<AsynchronousSocketChannel> future = server.accept();
17. AsynchronousSocketChannel socket = future.get();
18. ByteBuffer readBuf = ByteBuffer.allocate(1024);
19. socket.read(readBuf).get(100, TimeUnit.SECONDS);
20. System.out.printf("Receiver:%s%n",new String(readBuf.array()));
21. }
22. public static void main(String args[]) throws Exception{
23. new Server().start();
24. }
25. }

客户端程序 （Future版本）

1. import java.io.IOException;
2. import java.net.InetSocketAddress;
3. import java.nio.ByteBuffer;
4. import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel;
5. import java.util.concurrent.ExecutionException;
6. public class AIOClientWithFuture {
7. private final AsynchronousSocketChannel client;
8. public AIOClientWithFuture() throws IOException{
9. client = AsynchronousSocketChannel.open();
10. }
11. public void sendMsg() throws InterruptedException, ExecutionException{
12. client.connect(new InetSocketAddress("localhost",8888));
13. client.write(ByteBuffer.wrap("test".getBytes())).get();
14. }
15. public static void main(String...args) throws Exception{
16. AIOClientWithFuture client = new AIOClientWithFuture();
17. client.sendMsg();
18. }
19. }

客户端程序（CompleteHandler版本）

1. import java.net.InetSocketAddress;
2. import java.nio.ByteBuffer;
3. import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel;
4. import java.nio.channels.CompletionHandler;
5. public class AIOClientWithHandler {
6. private final AsynchronousSocketChannel client ;
7. public AIOClientWithHandler() throws Exception{
8. client = AsynchronousSocketChannel.open();
9. }
10. public void start()throws Exception{
11. client.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1",8888),null,new CompletionHandler<Void,Void>() {
12. @Override
13. public void completed(Void result, Void attachment) {
14. try {
15. client.write(ByteBuffer.wrap("test".getBytes())).get();
16. } catch (Exception ex) {
17. ex.printStackTrace();
18. }
19. }
20. @Override
21. public void failed(Throwable exc, Void attachment) {
22. exc.printStackTrace();
23. }
24. });
25. }
26. public static void main(String args[])throws Exception{
27. new AIOClientWithHandler().start();
28. }
29. }

相关类说明

AsynchronousSocketChannel 跟 SocketChannel操作类似，只不过改成异步接口了

AsynchronousServerSocketChannel跟ServerSocketChannel操作类似，只不过改成异步接口了

CompletionHandler 接口包括两个方法

void completed(V result, A attachment);

void failed(Throwable exc, A attachment);

总结

本文只是对jdk7的aio使用做了一个简单的说明。至于其性能提升多少，如何改进现有的网络应用程序，还在摸索中。这里推荐一个比较成熟的网络框架Project Grizzly:http://grizzly.dev.java.net。据说已经用aio重新实现了，有兴趣的同学可以去研究一下源码。

参考资料

（以下有些资料使用的jdk7版本太低，很多接口已经更改了，慎入!：）

http://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-nio2-1/index.html?

http://www.iteye.com/topic/446298

http://www.iteye.com/topic/472333

本文是jdk7系列的终结了，感谢大家的支持！更多的内容可以访问我的blog

http://www.iamcoding.com