高扩展的基于NIO的服务器架构
当你考虑写一个扩展性良好的基于Java的服务器时,相信你会毫不犹豫地使用Java的NIO包。为了确保你的服务器能够健壮、稳定地运行,你可能会花大量的时间阅读博客和教程来了解线程同步的NIO selector 类和处理常见的陷阱上。本篇文章介绍了一个基本的、面向连接的基于NIO的服务器架构。在介绍之前,让我们先来看一下该它首选的线程模型和它的基本组件。
线程架构模型
最先想到的实现多线程服务器程序的方法是每个线程负责一个连接。这是传统的,JDK1.4版本以前的解决方案,因为老版本的JDK缺少非阻塞支持。这种方式为每一个连接创建一个工作线程。由创建的工作线程等待新传入的数据,处理请求,返回相应数据,并在此调用阻塞套接字的读数据的相关方法。
public class Server { private ExecutorService executors = Executors.newFixedThreadPool(10); private boolean isRunning = true; public static void main(string[] args) { new server().launch(Integer.parseInt(args[0])); } public void launch(int port) { ServerSocket sso = new ServerSocket(port); while(isRunning) { Socket s = sso.accept();
executors.execute(new Worker(s)); } } private class Worker implements Runnable { private LineNumberReader in = null;
... Worker(Socket s) { in = new LineNumberReader(new InputStreamReader(...));
out = ... } public void run() { while(isRunning) { try { // blocking read of a request (line)
String request = in.readLine(); // processing the request
...
out.write(response);
out.flush(); } catch(Exception e) { ... } } in.close();
...
} } }
客户端的并发的连接和工作线程之间是一一对应的,每个连接所关联的线程等待在服务器端的响应。这样每个客户端的连接的响应时间都比较短。但是当并发量较大时,数百个甚至上千个线程浪费了大量的堆栈空间,系统效率大大下降。
如果服务器端需要处理高并发的、持续时间长的连接请求时,传统的一个连接对应一个工作线程的方式显然是行不通的。线程与事件对应的模型是一种有效的方式,工作线程独立于连接,只会用来处理特定的事件。例如,如果一个接收到的数据事件发生时,一个工作线程将会从线程池中拿出来处理该事件,处理完后,工作线程返回线程池。这种线程与事件对应的模型执行socketI/O的非阻塞方式。这种由事件驱动的I/O系统设计被称为Reactor模式
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