网络编程模型与中间件设计思路.ppt

* * 网络编程模型与中间件设计思路 Unix与Linux的5种IO模型 1、阻塞I/O(Blocking I/O） 2、非阻塞I/O(Non-Blocking I/O) 3、I/O复用（select、poll、linux 2.6种改进的epoll）(I/O Multiplexing) 4、信号驱动IO（Singal-Drive I/O） 5、异步I/O(Asynchronous I/O)（POSIX的aio_系列函数） POSIX:Portable Operating System Interface of Unix 可移植操作系统接口 5种IO模型详细说明 blocking : 最简单的模型 ，使用最简单 non-blocking: 看似节省时间，实际上poll会占用更多的资源，需要和其他模型配合使用 I/O multiplexing: 大名鼎鼎的select、epoll、kqueue。同时在多个描述符上进行等待、能超时(JAVA目前支持) signal-driven I/O: 真正的异步模式。（所谓异步，就是I/O事件发生的时候Kernel会利用Callback来通知处理数据的线程，然后该线程再去取数据。上面三个模式都是同步的，也就是说Kernel不会告诉用户程序什么时候I/O ready了。）。利用的sigaction来注册一个SIGIO的处理函数，然后系统通过SIGIO来callback 信号处理函数。 Asynchronous I/O: 另外一种异步模式。主要的区别是，Kernel不仅通知用户进程I/O时间，同时把数据从Kernel空间复制到用户空间，当用户空间进行处理的时候，I/O已经处于“完成”状态了。(先提交给内核，完成之后通知) Blocking I/O 无数据可读，则在调用处等待，直到有数据读可读才会执行后面的语句(阻塞当前线程） Non-Blocking I/O 无数据读，则直接返回，继续后面的执行 I/O Multiplexing 若没有数据，则在相应函数在等待(select 、epoll_wait等) Windows系统常用5种IO模型 选择（Select）(多路复用) 异步选择（WSAAsyncSelect）(采用WIN消息机制，通过消息通知I/O操作) 事件选择（WSAEventSelect）(采用内核对象Event，通过内核信号状态来通知) 重叠I/O（Overlapped I/O）(比事件选择更进一步，相应操作完成之后激发相应事件) 完成端口（Completion Port)共五种I/O模型 (很复杂，更更进一步，相应I/O操作完成之后放入队列，最高效率） JAVA网络编程模型(IO与NIO) 同步I/O NIO(多路复用) AIO(还没有实现，Java SE 7.0 可能会实现） NIO实现机制 Windows：select(无法支持大量连接，JAVA服务程序不适合跑在win下) Linux：epoll(能支持大量连接) FreeBSD：kqueue(比select强) 网络服务器软件基本结构 Read Request Decode Request Process Service Encode Reply Send Reply 基本结构相同，但处理模型非常多，软件设计上非常复杂 JAVA网络服务器软件基本结构一 JAVA网络服务器软件基本结构二 JAVA网络服务器软件基本结构三 JAVA网络服务器软件基本结构四 中间件协议设计 中间件接口设计 public interface Function { public void invoke(IContext context) throws InvokeException; } 所有的业务功能都必须继承此接口。 public interface IContext { /** * 获得程序的上下文接口 * * @return */ public IAppContext getAppContext(); /** * 返回数据源服务接口 * * @return */ public IDBService getDBService(); /** * 获得请求对象 * * @return */ public IRequest getRequest(); /** * 获得响应对象 * * @return */ public IResponse getResponse(); } 中间件部署图 Client AppSer