java异步处理方法如何debug java中异步处理

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cnolnic 2024-05-31 09:13:49

文章标签 java异步处理方法如何debug java 同步异步输入输出选择器客户端 文章分类 Java 后端开发

java异步同步应用

所谓异步输入输出机制，是指在进行输入输出处理时，不必等到输入输出处理完毕才返回。所以异步的同义语是非阻塞(None Blocking)。

网上有很多网友用很通俗的比喻把同步和异步讲解的很透彻转过来

举个例子：普通B/S模式(同步)AJAX技术(异步)同步：提交请求->等待服务器处理->处理完毕返回这个期间客户端浏览器不能干任何事异步:请求通过事件触发->服务器处理(这是浏览器仍然可以作其他事情)->处理完毕

同步就是你叫我去吃饭，我听到了就和你去吃饭；如果没有听到，你就不停的叫，直到我告诉你听到了，才一起去吃饭。异步就是你叫我，然后自己去吃饭，我得到消息后可能立即走，也可能等到下班才去吃饭。所以，要我请你吃饭就用同步的方法，要请我吃饭就用异步的方法，这样你可以省钱。

以通讯为例同步:发送一个请求,等待返回,然后再发送下一个请求异步:发送一个请求,不等待返回,随时可以再发送下一个请求并发:同时发送多个请求

下面再转一段关于java异步应用的文章

用异步输入输出流编写Socket进程通信程序

在Merlin中加入了用于实现异步输入输出机制的应用程序接口包：java.nio(新的输入输出包，定义了很多基本类型缓冲(Buffer))，java.nio.channels(通道及选择器等，用于异步输入输出)，java.nio.charset(字符的编码解码)。通道(Channel)首先在选择器(Selector)中注册自己感兴趣的事件，当相应的事件发生时，选择器便通过选择键(SelectionKey)通知已注册的通道。然后通道将需要处理的信息，通过缓冲(Buffer)打包，编码/解码,完成输入输出控制。

这里主要介绍ServerSocketChannel和SocketChannel.它们都是可选择的(selectable)通道，分别可以工作在同步和异步两种方式下(注意，这里的可选择不是指可以选择两种工作方式，而是指可以有选择的注册自己感兴趣的事件)。可以用channel.configureBlocking(Boolean )来设置其工作方式。与以前版本的API相比较，ServerSocketChannel就相当于ServerSocket (ServerSocketChannel封装了ServerSocket),而SocketChannel就相当于Socket(SocketChannel封装了Socket)。当通道工作在同步方式时，编程方法与以前的基本相似，这里主要介绍异步工作方式。

所谓异步输入输出机制，是指在进行输入输出处理时，不必等到输入输出处理完毕才返回。所以异步的同义语是非阻塞(None Blocking)。在服务器端，ServerSocketChannel通过静态函数open()返回一个实例serverChl。然后该通道调用serverChl.socket().bind()绑定到服务器某端口，并调用register(Selector sel, SelectionKey.OP_ACCEPT)注册OP_ACCEPT事件到一个选择器中(ServerSocketChannel只可以注册OP_ACCEPT事件)。当有客户请求连接时，选择器就会通知该通道有客户连接请求，就可以进行相应的输入输出控制了；在客户端，clientChl实例注册自己感兴趣的事件后(可以是OP_CONNECT,OP_READ,OP_WRITE的组合)，调用clientChl.connect (InetSocketAddress )连接服务器然后进行相应处理。注意，这里的连接是异步的，即会立即返回而继续执行后面的代码。

选择器(Selector)的作用是：将通道感兴趣的事件放入队列中，而不是马上提交给应用程序，等已注册的通道自己来请求处理这些事件。换句话说，就是选择器将会随时报告已经准备好了的通道，而且是按照先进先出的顺序。那么，选择器是通过什么来报告的呢？选择键(SelectionKey)。选择键的作用就是表明哪个通道已经做好了准备，准备干什么。你也许马上会想到，那一定是已注册的通道感兴趣的事件。不错，例如对于服务器端serverChl来说，可以调用key.isAcceptable()来通知serverChl有客户端连接请求。相应的函数还有：SelectionKey.isReadable(),SelectionKey.isWritable()。一般的，在一个循环中轮询感兴趣的事件(具体可参照下面的代码)。如果选择器中尚无通道已注册事件发生，调用Selector.select()将阻塞，直到有事件发生为止。另外，可以调用selectNow()或者select(long timeout)。前者立即返回，没有事件时返回0值；后者等待timeout时间后返回。一个选择器最多可以同时被63个通道一起注册使用。

下面是用异步输入输出机制实现的客户/服务器实例程序�D�D程序清单1(限于篇幅，只给出了服务器端实现，读者可以参照着实现客户端代码)：

1.public class NBlockingServer {
 port = 8000;
 BUFFERSIZE = 1024;
4.Selector selector = null;
5.ServerSocketChannel serverChannel = null;
6.HashMap clientChannelMap = null;//用来存放每一个客户连接对应的套接字和通道
7.
8.public NBlockingServer( int port ) {
9.this.clientChannelMap = new HashMap();
10.this.port = port;
11.}
12.
13.public void initialize() throws IOException {
14.//初始化，分别实例化一个选择器，一个服务器端可选择通道
15.this.selector = Selector.open();
16.this.serverChannel = ServerSocketChannel.open();
17.this.serverChannel.configureBlocking(false);
18.InetAddress localhost = InetAddress.getLocalHost();
19.InetSocketAddress isa = new InetSocketAddress(localhost, this.port );
20.this.serverChannel.socket().bind(isa);//将该套接字绑定到服务器某一可用端口
21.}
22.//结束时释放资源
23.public void finalize() throws IOException {
24.this.serverChannel.close();
25.this.selector.close();
26.}
27.//将读入字节缓冲的信息解码
28.public String decode( ByteBuffer byteBuffer ) throws
29.CharacterCodingException {
30.Charset charset = Charset.forName( "ISO-8859-1" );
31.CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();
32.CharBuffer charBuffer = decoder.decode( byteBuffer );
33.String result = charBuffer.toString();
34.return result;
35.}
36.//监听端口，当通道准备好时进行相应操作
37.public void portListening() throws IOException, InterruptedException {
38.//服务器端通道注册OP_ACCEPT事件
39.SelectionKey acceptKey =this.serverChannel.register( this.selector,
40.SelectionKey.OP_ACCEPT );
41.//当有已注册的事件发生时,select()返回值将大于0
42.while (acceptKey.selector().select() > 0 ) {
43.System.out.println("event happened");
44.//取得所有已经准备好的所有选择键
45.Set readyKeys = this.selector.selectedKeys();
46.//使用迭代器对选择键进行轮询
47.Iterator i = readyKeys.iterator();
48.while (i.hasNext()) {
49.SelectionKey key = (SelectionKey)i.next();
50.i.remove();//删除当前将要处理的选择键
51.if ( key.isAcceptable() ) {//如果是有客户端连接请求
52.System.out.println("more client connect in!");
53.ServerSocketChannel nextReady =
54.(ServerSocketChannel)key.channel();
55.//获取客户端套接字
56.Socket s = nextReady.accept();
57.//设置对应的通道为异步方式并注册感兴趣事件
58.s.getChannel().configureBlocking( false );
59.SelectionKey readWriteKey =
60.s.getChannel().register( this.selector,
61.SelectionKey.OP_READ|SelectionKey.OP_WRITE  );
62.//将注册的事件与该套接字联系起来
63.readWriteKey.attach( s );
64.//将当前建立连接的客户端套接字及对应的通道存放在哈希表//clientChannelMap中
65.this.clientChannelMap.put( s, new
66.ClientChInstance( s.getChannel() ) );
67.}
68.else if ( key.isReadable() ) {//如果是通道读准备好事件
69.System.out.println("Readable");
70.//取得选择键对应的通道和套接字
71.SelectableChannel nextReady =
72.(SelectableChannel) key.channel();
73.Socket socket = (Socket) key.attachment();
74.//处理该事件，处理方法已封装在类ClientChInstance中
75.this.readFromChannel( socket.getChannel(),
76.(ClientChInstance)
77.this.clientChannelMap.get( socket ) );
78.}
79.else if ( key.isWritable() ) {//如果是通道写准备好事件
80.System.out.println("writeable");
81.//取得套接字后处理，方法同上
82.Socket socket = (Socket) key.attachment();
83.SocketChannel channel = (SocketChannel)
84.socket.getChannel();
85.this.writeToChannel( channel,"This is from server!");
86.}
87.}
88.}
89.}
90.//对通道的写操作
91.public void writeToChannel( SocketChannel channel, String message )
92.throws IOException {
93.ByteBuffer buf = ByteBuffer.wrap( message.getBytes()  );
94.int nbytes = channel.write( buf );
95.}
96.//对通道的读操作
97.public void readFromChannel( SocketChannel channel, ClientChInstance clientInstance )
98.throws IOException, InterruptedException {
99.ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate( BUFFERSIZE );
100.int nbytes = channel.read( byteBuffer );
101.byteBuffer.flip();
102.String result = this.decode( byteBuffer );
103.//当客户端发出”@exit”退出命令时，关闭其通道
104.if ( result.indexOf( "@exit" ) >= 0 ) {
105.channel.close();
106.}
107.else {
108.clientInstance.append( result.toString() );
109.//读入一行完毕，执行相应操作
110.if ( result.indexOf( ""n" ) >= 0 ){
111.System.out.println("client input"+result);
112.clientInstance.execute();
113.}
114.}
115.}
116.//该类封装了怎样对客户端的通道进行操作，具体实现可以通过重载execute()方法
117.public class ClientChInstance {
118.SocketChannel channel;
119.StringBuffer buffer=new StringBuffer();
120.public ClientChInstance( SocketChannel channel ) {
121.this.channel = channel;
122.}
123.public void execute() throws IOException {
124.String message = "This is response after reading from channel!";
125.writeToChannel( this.channel, message );
126.buffer = new StringBuffer();
127.}
128.//当一行没有结束时，将当前字窜置于缓冲尾
129.public void append( String values ) {
130.buffer.append( values );
131.}
132.}
133.
134.
135.//主程序
136.public static void main( String[] args ) {
137.NBlockingServer nbServer = new NBlockingServer(8000);
138.try {
139.nbServer.initialize();
140.} catch ( Exception e ) {
141.e.printStackTrace();
142.System.exit( -1 );
143.}
144.try {
145.nbServer.portListening();
146.}
147.catch ( Exception e ) {
148.e.printStackTrace();
14
9.}
150.}
151.}
152.

从以上程序段可以看出，服务器端没有引入多余线程就完成了多客户的客户/服务器模式。该程序中使用了回调模式(CALLBACK)，细心的读者应该早就看出来了。需要注意的是，请不要将原来的输入输出包与新加入的输入输出包混用，因为出于一些原因的考虑，这两个包并不兼容。即使用通道时请使用缓冲完成输入输出控制。该程序在Windows2000,J2SE1.4下，用telnet测试成功。

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