异步I/O （又称为 AIO ）则是采用“订阅一通知”工作模式 ： 即应用程序向操作系统注册I/O监听，然后继续做自己的事情。当操作系统发生I/O事件，并且准备好数据后 ， 再主动通知应用程序，触发相应的函数。

        异步I/O也必须由操作系统进行支持 。 微软Windows系统提供了一种异步I/O技术 ： IOCP (I/O Completion Port, I/O完成端口〉； 多个Linux 操作系统版本（例如 CentOS 5等）下由于没有这种异步I/O技术，所以使用的是 epoll对异步I/O 进行模拟 。

        但是在 Java AIO 框架中 ， 由于应用程序不是“轮询”方式，而是“订阅一通知” 方式，所以不再需要“ Selector ” （选择器）了， 改由 Channel 通道直接到操作系统注册监昕 。在 Java AIO 框架中， 只实现了两种网络 I/O 通道“ AsynchronousServerSocketChannel ”（服务器监听通道）、 “ AsynchronousSocketChannel” (Socket 套接字通道）。但是无论哪种通道它们都有独立的 fileDescriptor （文件标识符）、 attachment （附件，可以是任意对象，类似“通道上下文”），并被独立的 SocketChannelReadHandle 类实例引用 。

 

 

服务端代码

1.SocketServer6NIO

package testBlockSocket;import java.io.IOException;import java.io.UnsupportedEncodingException;import java.net.InetSocketAddress;import java.net.ServerSocket;import java.net.URLDecoder;import java.net.URLEncoder;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.AsynchronousChannelGroup;import java.nio.channels.AsynchronousServerSocketChannel;import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel;import java.nio.channels.CompletionHandler;import java.nio.channels.SelectableChannel;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.Map;import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory;public class SocketServer6NIO {    private final static Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(SocketServer6NIO.class);    private static final Object waitObject = new Object();    public static void main(String[] args) throws Exception {        /*         * 对于使用的线程池技术 : 1. Executors 是线程池生成工具，通过这个工具我们可以很轻松地生成“固定大 小的线程池”、 “调度池”、         * “可伸缩线程数量的池”。 2. 当然你也可以通过 ThreadPoolExecutor 直接实例化线程池 3. 这个线程池是用来得到操作系统的“         * I/O事件通知”的，不是用来进行“得到I／O数据后的业务处理的”。要进行后者的操作，你可以再使用另一个池（最好不要混用〉 4.         * 也可以不使用线程池〈不推荐），如果决定不使用线程池，那么直接调用 AsynchronousServerSocketChannel.open()就行了         */        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(20);        AsynchronousChannelGroup group = AsynchronousChannelGroup.withThreadPool(threadPool);        final AsynchronousServerSocketChannel serverSocket = AsynchronousServerSocketChannel.open(group);        // 设置要监听的端口“0.0.0.0”代表本机所有 IP 设备        serverSocket.bind(new InetSocketAddress("0.0.0.0", 8888));        // 为 AsynchronousServerSocketChannel 注册监听，并不包括为随后客户端和服务器 socketChannel通道注册的监听        serverSocket.accept(null, new ServerSocketChannelHandle(serverSocket));        // 阻塞，以便 debug 时观察现象        synchronized (waitObject) {            waitObject.wait();        }    }}

 

2.ServerSocketChannelHandle

 

// 这个处理器类，专门用来响应 ServerSocketChannel 的事件。ServerSocketChannel 只有一种事件 ：接收容户端的连接class ServerSocketChannelHandle implements CompletionHandler
     
       {    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ServerSocketChannelHandle.class);    private AsynchronousServerSocketChannel serverSocketChannel;    //    public ServerSocketChannelHandle(AsynchronousServerSocketChannel serverSocketChannel) {        this.serverSocketChannel = serverSocketChannel;    }    // 注意，分别查看 this 、 socketChannel 、 attachment    // 三个对象的ID来观察不同客户端连接到达时，这三个对象的变化，以说明ServerSocketChannelHandle 的监昕模式    @Override    public void completed(AsynchronousSocketChannel socketChannel, Void attachment) {        ServerSocketChannelHandle.LOGGER.info("completed(AsynchronousSocketChannel result , ByteBuffer attachment)");        this.serverSocketChannel.accept(attachment, this);        // 为这个新的 SocketChannel        // 注册“read”事件，以便操作系统在收到数据并准备好后，主动通知应用程序在这里，由于我们要将这个客户端多次传输的数据累加起来一起处理，所以将一个StringBuffer对象作为一个        // “附件”依附在这个 Channel 上        ByteBuffer readBuffer = ByteBuffer.allocate(50);        socketChannel.read(readBuffer, new StringBuffer(), new SocketChannelReadHandle(socketChannel, readBuffer));    }    @Override    public void failed(Throwable exc, Void attachment) {        ServerSocketChannelHandle.LOGGER.info("failed(Throwable exc,ByteBuffer attachment)");    }}
     

 

3.SocketChannelReadHandle

 

/** * 负责对每一个 SocketChannel 的数据获取事件进行监听 。 重要说明 ： 每个 SocketChannel都会有一个独立工作的 * SocketChannelReadHandle 对象(CompletionHandler 接口的实现) * 其中又都将独享一个“文件状态标识”对象FileDescriptor,还有一个独立的自程序员定义的 Buffer 缓存(这里我们使用的是 * ByteBuffer),所以不用担心在服务器端会出现“窃对象”这种情况，因为 Java AIO 框架已经帮你组织好了 另 一个重要的点是，用子生成 * Channel 的对象AsynchronousChannelProvider 是单例模式，无论在哪组 SocketChannel都是一个对象引用 */class SocketChannelReadHandle implements CompletionHandler
     
       {    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(SocketChannelReadHandle.class);    private AsynchronousSocketChannel socketChannel;    /**     * 专门用于进行这个通道数据缓存操作的 ByteBuffer，你也可以作为 CompletionHandler的 attachment 形式传入     */    private ByteBuffer byteBuffer;    public SocketChannelReadHandle(AsynchronousSocketChannel socketChannel, ByteBuffer byteBuffer) {        this.socketChannel = socketChannel;        this.byteBuffer = byteBuffer;    }    @Override    public void completed(Integer result, StringBuffer historyContext) {        // 如果条件成立，说明客户端主动终止了 TCP 套接字，这时服务器端终止就可以了        if (result == -1) {            try {                this.socketChannel.close();            } catch (IOException e) {                SocketChannelReadHandle.LOGGER.error(e.getMessage());            }            return;        }        SocketChannelReadHandle.LOGGER.info("completed （integer result ,Void attachment) ：然后我们来取出通道中准备好的值");        /*         * 实际上，由于我们从 Integer result 知道了本次 Channel 从操作系统获取数据总长度，所以我们不需要切换成“读模式” ，         * 但是为了保证编码的规范性，还是建议进行切换 无论是 Java AIO 框架还是 Java NIO 框架，都会出现“Buffer         * 的总容量”小于“当前从操作系统获取到的总数据量”的情况， 但区别是， Java AIO 框架不需要专门考虑处理这样的情况，因为 Java AIO         * 框架已经帮我们做了处理         **/        this.byteBuffer.flip();        byte[] contexts = new byte[1024];        this.byteBuffer.get(contexts, 0, result);        this.byteBuffer.clear();        try {            String nowContent = new String(contexts, 0, result, "UTF-8");            historyContext.append(nowContent);            SocketChannelReadHandle.LOGGER.info("＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝目前的传输结果" + historyContext);        } catch (UnsupportedEncodingException e) {            SocketChannelReadHandle.LOGGER.error(e.getMessage());        }        // 如果条件成立，则说明还没有接收到“结束标记”        if (historyContext.indexOf("over") == -1) {            return;        }        // 我们以“ over ”符号作为客户端完整信息的标记        SocketChannelReadHandle.LOGGER.info("＝＝：收到完整信息，开始处理业务-==");        historyContext = new StringBuffer();        // 还要继续监听（ 一次监昕一次通知）        this.socketChannel.read(this.byteBuffer, historyContext, this);    }    @Override    public void failed(Throwable exc, StringBuffer historyContext) {        SocketChannelReadHandle.LOGGER.info("＝＝＝＝＝发现客户端异常关闭，服务器将关闭 TCP 通道 ");        try {            this.socketChannel.close();        } catch (IOException e) {            SocketChannelReadHandle.LOGGER.error(e.getMessage());        }    }}
     

 

 

        服务器处理每一个客户端通道所使用的SocketChannelReadHandle （处理器）对象都是独立的，并且所引用的 SocketChannel 对象也都是独立的。 Java NIO 和 Java AIO 框架，除了因为操作系统的实现不一样而去掉了 Selector，其他的重要概念都是相似的 。实际上 Java NIO 和 Java AIO 框架各位读者可以看成是一套完整的“高并发 I/O 处理”的实现 。