Java nioおよび非同期I/Oは、高い並行性とI/O集中シナリオに適しています。 1。NIOは、バッファー、チャネル、およびセレクターに基づいており、非ブロッキングI/Oおよび複數(shù)の接続の単一スレッド管理をサポートします。 2。AIOは、非同期チャネルとコールバックまたは將來を通じて本當に非同期であり、オペレーティングシステムの通知によって完了しています。 3。NIOはプラットフォーム全體で安定しており、最も高い並行性サービスに適しています。 AIOは、特定のプラットフォームでより良くて複雑なパフォーマンスを発揮します。 4.バッファー管理、スレッドの安全性、リソースのリリース、および使用時の逆圧力に注意してください。 Nettyなどの成熟したフレームワークを使用して複雑さを減らし、最終的にパフォーマンス要件とプラットフォームの特性に基づいて適切なモデルを選択することを優(yōu)先することをお勧めします。

Java Nio（新しいI/O）および非同期I/Oは、特に多數(shù)の同時接続またはI/Oバインド操作を扱う場合、高性能でスケーラブルなアプリケーションを構築するための強力なツールです。従來のJava I/Oは、接続ごとのブロックとスレッドベースですが、NIOとその非同期対応物は、システムリソースをよりよく利用する非ブロッキングおよびイベント駆動型モデルを提供します。

Java Nioと非同期I/Oを効果的に理解して使用するための実用的なガイドを次に示します。

1。JavaNioの理解：バッファー、チャネル、およびセレクター

Java 1.4で導入されたJava Nioは、ストリームベースのI/Oからバッファーおよびチャネルベースのモデルに移行します。コアコンポーネントは次のとおりです。

• バッファ：データコンテナ（ ByteBuffer 、 CharBufferなど）は、読み取りまたは書き込まれるデータを保持しています。
• チャネル：バッファーにデータを読み取りおよび書き込むことができるI/Oソース（ファイル、ソケット）への接続。ストリームとは異なり、チャネルはバディレクションです。
• セレクター：単一のスレッドがイベントの複數(shù)のチャネルを監(jiān)視できるようにします（たとえば、読み取りできるデータ）。

実際の重要な概念

• 非ブロッキングモード：チャネルは、非ブロッキングモードで動作するように構成できます。データが利用できない場合、ブロッキングする代わりにすぐに戻ります。
• セレクターを使用した多重化：単一のスレッドは、 Selectorを使用して多くのチャネルを管理できます。これは、スケーラブルなネットワークサーバーに最適です。

 selector selector = selector.open（）;
serversocketchannel serverchannel = serversocketchannel.open（）;
serverChannel.bind（new InetsocketAddress（8080））;
serverChannel.ConfigureBlocking（false）;
serverChannel.register（selector、selectionkey.op_accept）;

while（true）{
    selector.select（）; //少なくとも1つのチャネルが準備が整うまでブロックします
    set <selectionKey> keys = selector.selectedKeys（）;
    for（selectionkey key：keys）{
        if（key.isaceptable（））{
            //新しい接続を受け入れます
        } else if（key.isreadable（））{
            //チャネルからデータを読み取ります
        }
    }
    keys.clear（）;
}

このモデルにより、1つのスレッドが數(shù)百または數(shù)千の接続を処理できます。これは、チャットサーバー、プロキシ、またはリアルタイムのデータシステムにぴったりです。

2。java.nio.channels.asynchronousチャネルを使用した非同期I/O（AIO）

Java 7（NIO.2）で導入された非同期I/Oは、さらに一歩進んでいます。これにより、操作がバックグラウンドで完了し、完了したときにアプリケーションに通知することができます。

キーインターフェイス：

• AsynchronousSocketChannel
• AsynchronousServerSocketChannel
• AsynchronousFileChannel

Complete HandlerでAIOを使用します

AsynChronousServersOckEchTchannel server = asynchronousserversocketchannel.open（）;
server.bind（new inetsocketAddress（8080））;

server.accept（null、new completehandler <asynchronoussocketchannel、void>（）{
    @オーバーライド
    public voidが完了しました（Asynchronoussocketchannel client、void attachment）{
        //次の接続を受け入れます
        server.accept（null、this）;

        //クライアントから読み取ります
        bytebuffer buffer = bytebuffer.allocate（1024）;
        client.read（buffer、null、new completehandler <integer、bytebuffer>（）{
            @オーバーライド
            public void expletent（integer result、bytebuffer buf）{
                if（result> 0）{
                    buf.flip（）;
                    //データを処理します
                    client.write（buf、buf、new completehandler <integer、bytebuffer>（）{
                        @オーバーライド
                        public void完了（整數(shù)結果、bytebufferバッファー）{
                            buffer.compact（）;
                        }
                        @オーバーライド
                        public void failed（Throwable Exc、bytebufferバッファー）{
                            try {client.close（）; } catch（ioException e）{}
                        }
                    }）;
                }
            }
            @オーバーライド
            public void failed（throwable exc、bytebuffer buf）{
                try {client.close（）; } catch（ioException e）{}
            }
        }）;
    }

    @オーバーライド
    パブリックボイドが失敗しました（スロー可能なexc、void adtiftment）{
        //エラーを処理します
    }
}）;

このコールバック駆動型アプローチは、スレッドオーバーヘッドを削減し、遅延に敏感なアプリケーションに最適です。

先物のAIOを使用します

より単純なケースには、 FutureのAPIを使用することもできます。

 asynchronoussocketchannel client = asynchronoussocketchentechannel.open（）;
future <void> connectop = client.connect（new inetsocketAddress（ "localhost"、8080））;
connectop.get（）; //接続を待ちます

bytebuffer buffer = bytebuffer.wrap（ "hello" .getBytes（））;
future <integer> writeop = client.write（buffer）;
int byteswritten = writeop.get（）;

先物は推論するのが簡単ですが、 .get()でブロックされるため、制御された環(huán)境で使用するのが最適です。

3。NIO対AIOを使用するとき

NIOとAIOを選択することは、ユースケースとプラットフォームに依存します。

？ヒント：Linuxでは、 epollを備えたNIOは、多くの場合、AIOよりも高速で安定しています。 AIOは、極端なI/O負荷を押していない限り、大きな利點を提供しない場合があります。

4.一般的な落とし穴とベストプラクティス

• バッファ管理：読み取り後にバッファーとcompact（）に書き込み後、常にflip（）。
• スレッドの安全性： Selectorスレッドセーフではありません。通常、1つのディスパッチスレッドでアクセスします。
• リソースリーク：メモリリークを避けるために、常にチャネルと登録キーを閉じます。
• 逆圧力：遅い消費者を処理します。データを洪水にしません。
• 可能であればフレームワークを使用します。生のNIO/AIOの代わりにNettyまたはUnderTowを検討します。これらは抽象的な複雑さであり、戦闘テストされています。

最終的な考え

Java nioと非同期I/Oは、スケーラブルで効率的なアプリケーションを構築するための扉を開きます。 NIOは、セレクターを使用した非ブロッキングI/Oに対する細粒の制御を提供しますが、AIOはOSレベルの完了通知で非同期モデルをさらにプッシュします。

ほとんどの開発者にとって、NIOの概念（特にフレームワークを介して）から始めることがより実用的です。 AIOは強力ですが、プラットフォームの矛盾と複雑さのために使用されていません。

いずれにせよ、これらのモデルを理解することは、パフォーマンスが重要な場合に、より良いアーキテクチャの決定を下すのに役立ちます。

基本的に、あなたのツールを知っています - そして、いつ他の誰かのフレームワークが重い持ち上げを処理させるかを知ってください。

以上がJava nioと非同期I/Oのガイドの詳細內(nèi)容です。詳細については、PHP 中國語 Web サイトの他の関連記事を參照してください。