Perbezaan utama antara Java Nio dan I/O Asynchronous adalah: 1. Java Nio mengamalkan mod reaktor, mengundi peristiwa siap beberapa saluran melalui pemilih, dan menggunakan benang tunggal untuk memproses I/O multiplexed, yang sesuai untuk pelayan rangkaian konferus tinggi dan kawalan halus; 2. Asynchronous I/O mengamalkan mod proaktor, berdasarkan mekanisme yang didorong oleh peristiwa dan panggil balik, memberitahu pemproses siap apabila operasi selesai, benar-benar menyedari tidak segerak yang tidak menyekat, sesuai untuk sistem latency yang sangat berskala dan rendah; 3. Model benang NIO adalah mudah, mempunyai keserasian yang baik, tetapi memerlukan pengurusan manual penampan dan negara. Walaupun AIO tidak perlu ditinjau dan mempunyai penggunaan sumber yang tinggi, ia adalah kompleks dalam pengaturcaraan, mudah jatuh ke dalam neraka panggilan balik dan bergantung pada sokongan sistem operasi; 4. Dalam aplikasi sebenar, NIO lebih luas. Rangka kerja seperti Netty dibina di NIO, manakala AIO jarang digunakan secara langsung disebabkan oleh kerumitan dan batasan platform. Oleh itu, apabila membina pelayan tersuai, NIO harus disukai, dan AIO hanya perlu dipilih apabila terdapat keperluan asynchronous yang jelas dan dapat mengatasi kerumitan.

Java NIO (tidak menyekat I/O) dan I/O asynchronous adalah dua mekanisme yang kuat untuk mengendalikan operasi I/O dengan cekap, terutamanya dalam aplikasi berprestasi tinggi atau berskala. Walaupun mereka mungkin kelihatan sama pada pandangan pertama -kedua -dua bertujuan untuk meningkatkan I/O throughput dan mengurangkan penyekatan -mereka bekerja dengan cara yang berbeza dan melayani kes -kes penggunaan yang berbeza.

Mari kita pecahkan mereka dengan jelas.

1. Java Nio: Tidak menyekat I/O dengan saluran dan pemilih

Java Nio, yang diperkenalkan di Java 1.4, adalah cara untuk melakukan I/O yang tidak menyekat menggunakan saluran, penampan, dan pemilih. Ia membolehkan satu benang untuk menguruskan pelbagai operasi I/O secara serentak.

Komponen utama:

• Saluran : Tidak seperti aliran tradisional, saluran boleh membaca dan menulis data secara bidedirectionally. Contoh: FileChannel , SocketChannel , ServerSocketChannel .
• Buffer : Data dibaca dan ditulis dari penampan (contohnya, ByteBuffer ). Anda menulis data ke dalam penampan, kemudian flip untuk membaca daripadanya.
• Pemilih : Dayakan Multiplexing -Monitoring Multiple Channels untuk kesediaan (misalnya, data siap dibaca) menggunakan satu thread.

Betapa tidak menyekat I/O berfungsi:

Anda mendaftarkan saluran (seperti SocketChannel ) dengan Selector . Pemilihan Pemilih saluran yang siap untuk operasi I/O (baca, tulis, sambungkan, terima). Ini membolehkan satu benang mengendalikan banyak sambungan tanpa menyekat.

 Pemilih pemilih = selector.Open ();
Serverocketchannel serverChannel = serversocketchannel.open ();
serverChannel.Bind (baru inetocketAddress (8080));
serverChannel.ConfigureBlocking (false); // mod tidak menyekat
serverChannel.Register (pemilih, pilihanSey.OP_ACCEPT);

sementara (benar) {
    pemilih.Select (); // blok sehingga sekurang -kurangnya satu saluran sudah siap
    Tetapkan <pecessKey> kekunci = selector.selectedKeys ();
    untuk (Kunci Pilihan Kekunci: Kekunci) {
        jika (key.isAcceptable ()) {
            // Mengendalikan sambungan baru
        } jika (key.isReadable ()) {
            // Baca dari saluran
        }
    }
    kunci.clear ();
}

Gunakan Kes:

• Pelayan yang tinggi (contohnya, pelayan web, pelayan sembang) di mana beribu-ribu sambungan wujud tetapi hanya sedikit yang aktif pada satu masa.
• Penggunaan sumber yang cekap: Benang yang lebih sedikit mengendalikan banyak pelanggan.

Kelebihan:

• Berskala dengan banyak sambungan.
• Kawalan halus ke atas operasi I/O.

Keburukan:

• Lebih kompleks daripada I/O tradisional.
• Memerlukan pengurusan penampan dan kunci pemilihan yang teliti.

2. Asynchronous I/O (AIO) - Operasi Asynchronous Benar

Asynchronous I/O telah ditambah dalam Java 7 (NIO.2) melalui java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel , AsynchronousServerSocketChannel , dan kelas yang berkaitan. Ia benar-benar tidak segerak dan tidak menyekat , bermakna anda memulakan operasi I/O dan diberitahu apabila ia selesai-tanpa mengundi.

Bagaimana AIO berfungsi:

Anda memulakan operasi (misalnya, membaca atau menulis) dan menyediakan CompletionHandler . Operasi berjalan di latar belakang (sering menggunakan sokongan async peringkat OS seperti Epoll pada Linux atau IOCP pada Windows), dan pengendali anda dipanggil apabila ia selesai.

 AsynchronousServerCocketChannel Server = asynchronousServerCocketChannel.Open ();
server.bind (baru inetocketAddress (8080));

server.Accept (null, baru penyempurnaan <asynchronoussocketchannel, void> () {
    @Override
    void awam selesai (klien asynchronoussocketchannel, lampiran tidak sah) {
        // Mengendalikan pelanggan secara asynchronously
        ByteBuffer buffer = byteBuffer.allocate (1024);
        client.read (buffer, null, baru penyempurnaan <integer, byteBuffer> () {
            @Override
            void awam selesai (hasil integer, byteBuffer buf) {
                // Data berjaya dibaca
                System.out.println ("Baca" Hasil "bait");
            }

            @Override
            public void gagal (dibuang exc, byteBuffer buf) {
                // Mengendalikan ralat
            }
        });
    }

    @Override
    void public gagal (dibuang exc, void lampiran) {
        // Mengendalikan kegagalan menerima
    }
});

Nota: Benang utama tidak menyekat. Anda bergantung pada panggilan balik.

Gunakan Kes:

• Aplikasi yang memerlukan skalabiliti maksimum dengan penggunaan benang minimum.
• Senibina yang didorong oleh peristiwa di mana anda ingin mengelakkan pengundian atau model benang-per-sambungan.

Kelebihan:

• Benar -benar tidak segerak; Tidak sibuk menunggu atau mengundi.
• Boleh skala kepada puluhan ribu sambungan dengan benang minimum.

Keburukan:

• Pengaturcaraan berasaskan panggilan balik boleh menjadi kemas (neraka panggil balik).
• Lebih sukar untuk debug dan alasan.
• Tidak semua platform menyediakan sokongan async I/O peringkat penuh (prestasi berbeza-beza).

Nio vs Asynchronous I/O: Perbezaan utama

Bilakah hendak menggunakan yang mana?

• Gunakan Java Nio ketika:

  • Anda memerlukan pengendalian rangkaian berskala.
  • Anda membina pelayan tersuai (HTTP, WebSocket, dan lain -lain).
  • Anda mahukan kawalan dan ramalan.
  • Anda baik -baik saja dengan menguruskan negeri dan buffer secara manual.

• Gunakan I/O Asynchronous Bila:

  • Anda mahu kebakaran dan pelepasan yang benar.
  • Anda membina sistem yang didorong oleh acara.
  • Anda berada di platform dengan sokongan Async I/O yang kukuh.
  • Anda menggunakan rangka kerja yang abstrak kerumitan (contohnya, Netty, walaupun ia menggunakan NIO di bawah tudung).

?? Nota: Walaupun tersedia sejak Java 7, AIO kurang digunakan daripada NIO dalam amalan. Banyak perpustakaan berprestasi tinggi (seperti Netty, Undertow) dibina di NIO/EPOLL/KQUEUE kerana mereka menawarkan kawalan yang lebih baik dan keserasian yang lebih luas.

Bottom line

• Java Nio memberi anda I/O yang tidak menyekat melalui multiplexing dengan pemilih-hebat untuk pelayan berskala.
• Asynchronous I/O menyediakan operasi async yang benar dengan pemberitahuan siap -berkuasa tetapi kurang digunakan kerana kerumitan dan batasan platform.

Kedua -duanya adalah alat untuk menulis aplikasi Java yang cekap, berskala, tetapi NIO lebih banyak diterima pakai dan praktikal untuk kebanyakan kes penggunaan .

Pada asasnya, jika anda membina sesuatu seperti pelayan tersuai, mulakan dengan NIO dan pemilih. Hanya pergi AIO penuh jika anda mempunyai keperluan khusus dan bersedia untuk mengendalikan kerumitan.

Atas ialah kandungan terperinci Java Nio dan Asynchronous I/O dijelaskan. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!