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。

           通道介绍:

    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。

           选择器和选择键介绍:

    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。

            应用实例:

    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 { 
2.             int port = 8000; 
3.             int 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(); 
149.         } 
150.     } 
151. } 
152.

小结:

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。