基于事件的NIO多线程服务器("高效事件驱动：NIO多线程服务器设计与实现")

原创

ithorizon 7个月前 (10-20) 阅读数 17 #后端开发

高效事件驱动：NIO多线程服务器设计与实现

一、引言

随着互联网技术的迅捷进步，服务器处理并发请求的能力越来越重要。传统的同步阻塞I/O模型在处理大量并发请求时，容易致使资源浪费和性能瓶颈。为了节约服务器性能，本文将介绍一种基于事件的NIO多线程服务器的设计与实现。

二、NIO简介

NIO（Non-blocking I/O）即非阻塞I/O，是Java提供的一种新的I/O操作方法。与传统的同步阻塞I/O不同，NIO采用事件驱动的方法，可以让一个线程处理多个I/O操作，从而节约应用程序的性能。

三、NIO多线程服务器设计

本文设计的NIO多线程服务器核心包括以下几个部分：

主线程：负责接收客户端连接请求，并将请求分配给工作线程处理。

工作线程：负责处理客户端请求，执行具体的业务逻辑。

事件驱动：采用事件驱动的方法，让一个线程可以处理多个I/O操作。

四、NIO多线程服务器实现

下面是NIO多线程服务器的核心实现代码：


import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.*;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class NioServer {
    private static final int PORT = 8080;
    private static final int THREAD_POOL_SIZE = 10;
    private Selector selector;
    private ServerSocketChannel serverSocketChannel;
    private ExecutorService executorService;
    public NioServer() throws IOException {
        selector = Selector.open();
        serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(PORT));
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        executorService = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_POOL_SIZE);
    }
    public void start() throws IOException {
        while (true) {
            selector.select();
            Set selectionKeys = selector.selectedKeys();
            Iterator iterator = selectionKeys.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                SelectionKey selectionKey = iterator.next();
                iterator.remove();
                if (selectionKey.isAcceptable()) {
                    registerClientChannel();
                } else if (selectionKey.isReadable()) {
                    executorService.submit(new HandleClientTask(selectionKey));
                }
            }
        }
    }
    private void registerClientChannel() throws IOException {
        SocketChannel clientChannel = serverSocketChannel.accept();
        clientChannel.configureBlocking(false);
        clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
    }
    private static class HandleClientTask implements Runnable {
        private SelectionKey selectionKey;
        public HandleClientTask(SelectionKey selectionKey) {
            this.selectionKey = selectionKey;
        }
        @Override
        public void run() {
            SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
            try {
                int read = clientChannel.read(buffer);
                if (read > 0) {
                    buffer.flip();
                    String message = new String(buffer.array(), 0, read);
                    System.out.println("Received message: " + message);
                    buffer.clear();
                    buffer.put("Server response: ".getBytes());
                    buffer.flip();
                    clientChannel.write(buffer);
                    buffer.clear();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                try {
                    clientChannel.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        try {
            new NioServer().start();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}