lecture4非阻塞通信2015.ppt

第四章 非阻塞通信 主要内容 线程阻塞的概念 Java.nio包中类的介绍： ServerSocketChannel SocketChannel Selector/SelectionKey/ByteBuffer等 阻塞模式与非阻塞模式的实现 4.1线程阻塞的概念 处于阻塞状态的线程共同特征： 1、放弃CPU,暂停运行，只有等待导致阻塞的原因消除，才能恢复运行； 2、或者被其他线程中断，该线程会退出阻塞状态，并且抛出InterruptedException 4.1线程阻塞的原因 1、线程执行Thread.sleep(int n)； 2、线程要执行一段同步代码 3、线程执行了一个对象的wait()方法，只有其他线程执行了该对象的notify()或notifyAll()方法，才能将其唤醒 4、线程执行I/O操作，如ReadLine之类的方法。 客户程序线程进入阻塞状态的情况 1、客户程序与服务器建立连接时，会进入阻塞状态，直到连接成功，线程才返回 2、线程从Socket的输入流读入数据时，如果没有足够的数据，就进入阻塞状态，直到读到足够数据，或到达输入流末尾，或者异常，才会返回。输入流的不同读方法: int read()：输入一个字节就足够 int read(byte[] buff)：输入流字节数和数组长度相同 String readLine()：输入流中有一行字符串就足够，需要BufferReader的此方法。 客户程序线程进入阻塞状态的情况 3、线程从Socket的输出流写数据时，可能进入阻塞状态，等待输出了所有数据或者出现异常，才从输出流的write()方法返回或者异常中断 4、调用Socket的close()方法时如果设置了关闭Socket的延迟时间，会进入阻塞，直到底层 Socket发完所有数据，或者超过setSoLinger()方法设置的延迟时间，才从close()方法返回。 服务器程线程进入阻塞状态的情况 1、线程执行ServerSocket的accept()方法 2、线程从Socket的输入流读入数据，同客户端 3、线程从Socket的输出流写出数据，同客户端 综上，通过Socket的输入输出流来读写数据时，都可能进入阻塞状态。这种可能出现阻塞的输入输出操作称为阻塞I/O 与此对照，如果这种输入输出流读写操作不发生阻塞，则称为非阻塞I/O 4.1.2服务器多线程处理阻塞通信局限 4.1.2服务器多线程处理阻塞通信局限 局限： 每个线程分配独立的堆栈空间，线程调度、同步、死锁可能 很多时间浪费在阻塞IO操作上，线程切换频繁 非阻塞通信的基本思想 一心多用 轮询—while 处理流程 While(一直等待，直到有接收连接就绪事件、读就绪事件、写就绪事件发生){//阻塞 If(有客户连接) 接收客户连接；//非阻塞 If(Socket输入流有可读数据) 从输入流中读数据； //非阻塞 If(Socket输出流可写数据) 向输出流中写数据； //非阻塞 Java.nio包中的主要类 以下支持阻塞和非阻塞通信的类 ServerSocketChannel:ServerSocket的替代类,支持阻塞与非阻塞通信 SocketChannel:Socket的替代类，同上 Selector：为ServerSocketChannel监控接收连接就绪事件，为SocketChannel监控连接就绪、读就绪、写就绪事件。 Java.nio包中的主要类 SelectionKey：代表ServerSocketChannel 和SocketChannel向Selector注册事件的句柄，当一个SelectionKey对象位于Selector对象的selected-keys集合中时，就表示与这个SelectionKey对象相关的事件发生了。 Java.nio包中的主要类 如何注册事件的呢？ ServerSocketChannel向Selector注册接收连接就绪事件的代码如下：注册事件过程 SelectionKey key = serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); Java.nio包中的主要类 ServerSocketChannel和SocketChannel都是SelectableChannel的子类， SelectableChannel及其子类都能委托Selector来监控它们可能发生的一些事件，这个委托过程也称为注册事件过程 SelectionKey类静态常量—事件类型 SelectionKey的一些静态常量表示事件类型 ServerSocketChannel只可能发生一种事件： SelectionKey.OP_ACCEP