使用NIO和NIO.2的Java非阻塞和异步IO(JSR203) - Reactor/Proactor实现

Question

所以我在这里阅读我最喜欢的软件模式书之一(面向模式的软件架构 - 并发和网络对象的模式),特别是有关Proactor/Reactor异步IO模式的部分.我可以看到如何通过使用可选择的通道,我可以很容易地实现Reactor风格的异步IO机制(并且已经这样做了).但是,我无法看到如何使用非阻塞写入实现适当的Proactor机制.这是利用OS管理的非阻塞写入功能.

操作系统特定调用支持的功能,如win32下的GetQueuedCompletionStatus.

我确实看到Java 7通过异步完成处理程序为NIO带来了一些更新(这似乎是在正确的方向).话虽如此......鉴于缺乏对操作系统管理的异步操作(特别是异步写入)的统一跨平台支持,我假设这是一个不使用本机操作系统支持的quassy实现.

所以我的问题是,基于proactor的IO处理是否可以在Java中以这样的方式处理,以便用于特定场景; 并且,如果Java NIO确实支持基于proactor的IO处理(在Java 6或Java 7中),那么是否正在使用OS管理的异步IO支持(即来自OS的完成回调)？此外,如果实现纯粹是在VM中,则性能优势很小,使用主动事件处理只提供构建并发网络处理软件的不同(可能更简单)方式.

对于那些对主动事件处理感兴趣的人来说,这是一篇很好的文章,概述了优点/缺点以及与传统的每个连接线程和反应式IO模型的比较.

Answer 1

这个涉及很多因素.我将尽可能地总结我的发现(意识到关于反应堆和反应器IO处理实施的有用性存在争论).

基于proactor的IO处理在Java中是否可行,以便用于特定场景是有利的.

Java 1.4引入了非阻塞IO,它与异步IO不同.Java SE 7引入了JSR203的异步IO,使"真正的"proactor样式IO处理实现成为可能.

请参见AsyncrhonousSocketChannel,AsynchronousServerSocketChannel

并且,如果Java NIO确实支持基于proactor的IO处理(在Java 6或Java 7中),那么是否正在使用OS管理的异步IO支持(即来自OS的完成回调)？

阅读JSR 203规范,肯定支持使用新异步通道的完成处理程序,并且据报道正在使用本机OS功能,但我还没有确定到什么程度.在对Java 7源代码进行分析之后,我可能会对此进行跟进(除非有人打败我).

此外,如果实现纯粹是在VM中,则性能优势很小,使用主动事件处理只提供构建并发网络处理软件的不同(可能更简单)方式.

我无法找到有关Java 7中新的异步IO功能的任何性能比较.我相信它们将在不久的将来上市.

与往常一样,当提出解决问题的方法不止一种时,哪种方法更好的问题几乎总是以"依赖"来回答.Java 7中包含主动事件处理(使用异步完成处理程序),并且不能无目的地存在.对于某些应用程序,使用此类IO处理是有意义的.历史上,在proactor具有良好适用性的情况下给出的一个常见示例是在HTTP服务器中,其中经常发出许多短请求.为了更深入的解释,给出一个读取(仅提供突出显示proactor的优点,因此试图忽略示例代码是C++的事实).

IMO似乎很明显,在许多情况下,反应器/反应器使使用更传统方法的非常简单的设计复杂化,而在其他更复杂的系统中,它们提供高度简化和灵活性.

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另外,我强烈建议您阅读以下有关NIO的演示文稿,该演示文稿提供了NIO与"传统"方法之间的性能比较.虽然我也建议谨慎对待所提供的结果,因为基准测试中的NIO实现基于Java 1.4 NBIO NIO库而不是1.4中提供的NIO实现.

Answer 2

我会检查你真的需要担心阻止写入.

读取块,其中没有要读取的数据.这可能是大部分时间.但是,当缓冲区已满时写入会阻塞,这种情况很少发生,并且通常表示连接速度较慢或消费者失败.

如果您想要非阻塞IO,请执行读取操作,以及写入操作.

注意:对NIO使用阻塞IO通常更简单并且可以执行非阻塞NIO,除非您有1000个连接,您可能会发现添加的复杂性是不值得的.(可能不是最好的选择)