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Scalable io in java 转

原文http://blog.csdn.net/liu251/archive/2008/07/06/2618752.aspx

本文可看成是对Doug Lea Scalable IO in Java一文的翻译。

当前分布式计算　Web Services盛行天下，这些网络服务的底层都离不开对socket的操作。他们都有一个共同的结构： 1. Read request 2. Decode request 3. Process service 4. Encode reply 5. Send reply

经典的网络服务的设计如下图，在每个线程中完成对数据的处理：  

但这种模式在用户负载增加时，性能将下降非常的快。我们需要重新寻找一个新的方案，保持数据处理的流畅，很显然，事件触发机制是最好的解决办法，当有事件发生时，会触动handler,然后开始数据的处理。

Reactor模式类似于AWT中的Event处理：  

Reactor模式参与者

1.Reactor 负责响应IO事件，一旦发生，广播发送给相应的Handler去处理,这类似于AWT的thread 2.Handler 是负责非堵塞行为，类似于AWT ActionListeners；同时负责将handlers与event事件绑定，类似于AWT addActionListener

如图：  

Java的NIO为reactor模式提供了实现的基础机制，它的Selector当发现某个channel有数据时，会通过SlectorKey来告知我们，在此我们实现事件和handler的绑定。

我们来看看Reactor模式代码:


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.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

import sun.net.www.protocol.http.Handler;

public class  Reactor implements Runnable{ 
    
    final Selector selector; 
    final ServerSocketChannel serverSocket; 
    
    Reactor(int port) throws IOException {
        selector = Selector.open(); 
        serverSocket = ServerSocketChannel.open(); 
        InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(),port); 
        serverSocket.socket().bind(address); serverSocket.configureBlocking(false); 
        // 向selector注册该channel
        SelectionKey sk =serverSocket.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT); 
        // logger.debug("-->Start serverSocket.register!");
        // 利用sk的attache功能绑定Acceptor 如果有事情，触发Acceptor
        sk.attach(new Acceptor()); 
        // logger.debug("-->attach(new Acceptor()!");
    }


    public void run() { // normally in a new Thread
        try {
            while (!Thread.interrupted()){
                selector.select();
                Set selected = selector.selectedKeys();
                Iterator it = selected.iterator();// Selector如果发现channel有OP_ACCEPT或READ事件发生，下列遍历就会进行。
                while (it.hasNext())// 来一个事件 第一次触发一个accepter线程// 以后触发SocketReadHandler
                dispatch((SelectionKey)(it.next()));
                selected.clear();
            }
        }
        catch (IOException ex) {
            // logger.debug("reactor stop!"+ex);}
        }
    }

    // 运行Acceptor或SocketReadHandler 
    void dispatch(SelectionKey k) {
        Runnable r =(Runnable)(k.attachment());
        if (r != null){
            r.run();
        } 
    } 

    class Acceptor implements Runnable {
      public void run(){
        try {
            //logger.debug("-->ready for accept!");
            SocketChannel c = serverSocket.accept();
            if (c != null)//调用Handler来处理channel　　　　　　　　
                new SocketReadHandler(selector, c);
            }catch(IOException ex){
                　//logger.debug("accept stop!"+ex);　　　　
            } 　　
      }
    }
}

 

以上代码中巧妙使用了SocketChannel的attach功能，将Hanlder和可能会发生事件的channel链接在一起，当发生事件时，可以立即触发相应链接的Handler。

再看看Handler代码:

 


import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;

import org.apache.log4j.Logger;

public class SocketReadHandler implements Runnable {
    
    public static Logger logger = Logger.getLogger(SocketReadHandler.class);
    private Test test=new Test();
    final SocketChannel socket;
    final SelectionKey sk;
    static final int READING = 0, SENDING = 1;
    int state = READING;

    public SocketReadHandler(Selector sel, SocketChannel c)throws IOException {
        socket = c;
        socket.configureBlocking(false);  
        sk = socket.register(sel, 0);    
        //将SelectionKey绑定为本Handler 下一步有事件触发时，将调用本类的run方法。//参看dispatch(SelectionKey k) 
        sk.attach(this); 
        //同时将SelectionKey标记为可读，以便读取。
        sk.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
        sel.wakeup();
    }
    
    public void run() {
       try{
           readRequest() ;
       }catch(Exception ex){
           logger.debug("readRequest error"+ex);
       }       
    }

    /** * 处理读取data * @param key * @throws Exception */ 
    private void readRequest() throws Exception {
        ByteBuffer input = ByteBuffer.allocate(1024);
        input.clear();
        try{
            int bytesRead = socket.read(input);
            // 
        
            //激活线程池 处理这些requestrequestHandle(new Request(socket,btt));
            //..
        }catch(Exception e){
        }
    }
}


 

注意在Handler里面又执行了一次attach，这样，覆盖前面的Acceptor，下次该Handler又有READ事件发生时，将直接触发Handler.从而开始了数据的读　处理　写　发出等流程处理。

将数据读出后，可以将这些数据处理线程做成一个线程池，这样，数据读出后，立即扔到线程池中，这样加速处理速度：

更进一步，我们可以使用多个Selector分别处理连接和读事件。

一个高性能的Java网络服务机制就要形成，激动人心的集群并行计算即将实现。

Scalable IO in Java原文

 

 

posted on 2009-02-12 14:35 都市淘沙者 阅读(1117) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: 多线程并发编程


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