首页 > 代码库 > Java NIO 与 基于reactor设计模式的事件处理模型
Java NIO 与 基于reactor设计模式的事件处理模型
Java NIO非堵塞应用通常适用用在I/O读写等方面，我们知道，系统运行的性能瓶颈通常在I/O读写，包括对端口和文件的操作上，过去，在打开一个I/O通道后，read()将一直等待在端口一边读取字节内容，如果没有内容进来，read()也是傻傻的等，这会影响我们程序继续做其他事情，那么改进做法就是开设线程，让线程去等待，但是这样做也是相当耗费资源的。
Java NIO非堵塞技术实际是采取Reactor模式，或者说是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。
Java NIO出现不只是一个技术性能的提高，你会发现网络上到处在介绍它，因为它具有里程碑意义，从JDK1.4开始，Java开始提高性能相关的功能，从而使得Java在底层或者并行分布式计算等操作上已经可以和C或Perl等语言并驾齐驱。
如果你至今还是在怀疑Java的性能，说明你的思想和观念已经完全落伍了，Java一两年就应该用新的名词来定义。从JDK1.5开始又要提供关于线程、并发等新性能的支持，Java应用在游戏等适时领域方面的机会已经成熟，Java在稳定自己中间件地位后，开始蚕食传统C的领域。
NIO的基本原理:
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，放心，包准能够读到，接着我们可以处理这些数据。
Selector内部原理实际是在做一个对所注册的channel的轮询访问，不断的轮询(目前就这一个算法)，一旦轮询到一个channel有所注册的事情发生，比如数据来了，他就会站起来报告，交出一把钥匙，让我们通过这把钥匙来读取这个channel的内容。
使用上：
我们结合代码看看使用，在使用上，也在分两个方向，一个是线程处理，一个是用非线程，后者比较简单，看下面代码：
package reactor.section3;import java.net.InetAddress;import java.net.InetSocketAddress;import java.net.Socket;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;public class NBTest1 { private static void printKeyInfo(SelectionKey sk) { String s = new String(); s += "Att: " + (sk.attachment() == null ? "no" : "yes"); s += ", Read: " + sk.isReadable(); s += ", Acpt: " + sk.isAcceptable(); s += ", Cnct: " + sk.isConnectable(); s += ", Wrt: " + sk.isWritable(); s += ", Valid: " + sk.isValid(); s += ", Ops: " + sk.interestOps(); debug(s); } private static void debug(String s) { System.out.println(s); } public static void main(String args[]) { NBTest1 nbTest = new NBTest1(); try { nbTest.startServer(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } private void startServer() throws Exception{ int channels = 0; int nKeys = 0; int currentSelector = 0; //使用Selector Selector selector = Selector.open(); //建立Channel 并绑定到9000端口 ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open(); InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(),9000); ssc.socket().bind(address); //使设定non-blocking的方式。 ssc.configureBlocking(false); //向Selector注册Channel及我们有兴趣的事件 SelectionKey s = ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); printKeyInfo(s); while(true) //不断的轮询 { debug("NBTest: Starting select"); //Selector通过select方法通知我们我们感兴趣的事件发生了。 nKeys = selector.select(); //如果有我们注册的事情发生了，它的传回值就会大于0 if(nKeys > 0){ debug("NBTest: Number of keys after select operation: " +nKeys); Set selectedKeys = selector.selectedKeys(); Iterator i = selectedKeys.iterator(); while(i.hasNext()){ s = (SelectionKey) i.next(); printKeyInfo(s); debug("NBTest: Nr Keys in selector: " +selector.keys().size()); //一个key被处理完成后，就都被从就绪关键字（ready keys）列表中除去 i.remove(); if(s.isAcceptable()){ // 从channel()中取得我们刚刚注册的channel。 Socket socket = ((ServerSocketChannel)s.channel()).accept().socket(); SocketChannel sc = socket.getChannel(); sc.configureBlocking(false); sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ |SelectionKey.OP_WRITE); System.out.println(++channels); }else{ debug("NBTest: Channel not acceptable"); } } }else{ debug("NBTest: Select finished without any keys."); } } }}
这是一个守候在端口9000的noblock server例子，如果我们编制一个客户端程序，就可以对它进行互动操作，或者使用telnet 主机名 90000 可以链接上。
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
写过大中型网络服务器的朋友相信对事件处理模型（有时也叫事件触发模型）不陌生。今天要讲的Reactor就是在事件处理模型中用的比较多的一种设计模式。请大家先看下面的图，有个初步的印象：
在上图中，可以看到主要有以下四种角色：
1. Reactor:
Reactor是Reactor模式中最为关键的角色，它是该模式最终向用户提供接口的类。用户可以向Reactor中注册EventHandler(3)，然后Reactor在“反应(react)”的时候，发现用户注册的fd上有事件发生，
就会回调用户的事件处理函数。
2. SynchrousEventDemultiplexer:
SynchrousEventDemultiplexer也是Reactor中一个比较重要的角色，它是Reactor用来检测用户注册的fd上发生的事件的利器，通过过Reactor得知了哪些fd上发什么了什么样的事件，然后以些为依据，来多路分发事件，回调用户的事件处理函数。
3. EventHandler:
EventHander是用户和Reactor打交道的工具，用户通过向Reactor注册自己的EventHandler，可以告知Reactor在特定事件发生的时候该帮我做些什么。
4. ConcreteEventHandler:
ConcreteEventHandler是EventHandler的子类，EventHandler是Reactor所用来规定接口的基类，用户自己的事件处理器都必须从EventHandler继承。
【java reactor代码】
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。
参考：java nio http://www.jdon.com/concurrent/nio.pdf
http://www.cnblogs.com/xuekyo/archive/2013/01/20/2868547.html
Java NIO 与 基于reactor设计模式的事件处理模型