Java Nio 学习

换工作了，不做WEB了，开始做游戏服务端了。由于是从头开始写，所以也需要把Java网络知识复习一下。

技术选型必须是JavaNIO （废话。。。。），既然说到了NIO，就不得不提一下BIO（Blocking I/O）阻塞IO。顾名思义，BIO在进行Read/Write操作的时候会阻塞当前线程，如果使用单线程模型会造成业务的停顿，运行效率低下。通常BIO程序都设计成多线程的，每个连接必须要开一个线程来处理，并且没处理完线程不能退出。

 　　NIO 设计背后的基石：反应器模式，用于事件多路分离和分派的体系结构模式。反应器（Reactor）：用于事件多路分离和分派的体系结构模式。通常的，对一个文件描述符指定的文件或设备, 有两种工作方式:阻塞与非阻塞。所谓阻塞方式的意思是指, 当试图对该文件描述符进行读写时, 如果当时没有东西可读,或者暂时不可写, 程序就进入等待状态, 直到有东西可读或者可写为止。而对于非阻塞状态, 如果没有东西可读, 或者不可写, 读写函数马上返回, 而不会等待。NIO的主线程一般设计当中只有一个，不像传统的模型，需要N个线程去，也减轻了JVM的工作量，使得JVM处理任务时显得更加高效。
　　BIO做法是：每建立一个Socket连接时，同时创 建一个新线程对该Socket进行单独通信（采用阻塞的方式通信）。这种方式具有很高的响应速度，并且控制起来也很简单，在连接数较少的时候非常有效，但 是如果对每一个连接都产生一个线程的无疑是对系统资源的一种浪费，如果连接数较多将会出现资源不足的情况。

　　NIO做法是：服务器端保存一个Socket连 接列表，然后对这个列表进行轮询，如果发现某个Socket端口上有数据可读时（读就绪），则调用该socket连接的相应读操作；如果发现某个 Socket端口上有数据可写时（写就绪），则调用该socket连接的相应写操作；如果某个端口的Socket连接已经中断，则调用相应的析构方法关闭 该端口。这样能充分利用服务器资源，效率得到了很大提高。

　　NIO中取得事件通知，就是在selector的select事件中完成的，在selector事件时有一个线程，这个线程具体的处理简单点说就是：向操作系统询问，selector中注册的Channel&&SelectionKey的偶对各种事件是否有发生，如果有则添加到selector的selectedKeys属性Set中去，并返回本次有多少个感兴趣的事情发生。程序员发现这个值>0，表示有事件发生，马上迭代selectedKeys中的SelectionKey，根据Key中的表示的事件，来做相应的处理。
            实际上，这段说明表明了异步socket的核心，即异步socket不过是将多个socket的调度（或者还有他们的线程调度）全部交给操作系统自己去完成，异步的核心Selector，不过是将这些调度收集、分发而已。因为操作系统的socket、线程调度再咋D也比你JVM中要强，效率也高。
            而且就算jvm做的和操作系统一样好，性能一样高（当然这是不现实的），使用异步socket你至少也节约了一半的系统消耗，想想假定操作系统本身也是使用线程来维护N个socket连接，在传统的java编程中，你还必须为这些socket还多起一个java线程，那至少是2N个线程，现在只需要N+1。在高并发的情况下，你自己去想吧。
        懂了这个道理，异步socket也就好写了，也不会搞得思路混乱了。

三、 异步Socket中应当注意的事情
    3.1 读
          异步socket最基本的理念就是事件通知，前面也说了，有事件通知你了，你才该做你应当做的事情。在异步socket中当注册了一个OP_READ事件后，你就等着Selector通知你吧，如果没有通知你，你在家睡大觉都行。
         在这里，我们有人出现的错误就是受同步的影响，自己去主动读，而且还搞出了多线程，如果仔细考虑一下，就不会出现这个问题了。同步socket中，调用read方法读取IO中的数据时，通常情况下如果没有数据read方法会阻塞，且是同步的，所以当多个线程同时访问时，read方法是线程安全的。
         而在异步下就不同，异步是不会阻塞的，有什么就返回什么，你主动去读，只要有数据，你就可以拿走，在多线程的情况下，也许你是想让第一个线程读取，but此时来数据时正好是线程2读到了，那线程2就高高兴兴的拿去，而线程1还在苦苦等待，这样导致数据混乱不说，如果后面再也不来数据了，线程1就是死循环啦。

        2. 写
        在异步socket中，写是唯一一个主动点的操作，但是也不能直接去写Channel，而是应当先把自身注册为OP_WRITABLE，这时Selector就会发现你的存在，并把给发一个write事件，你这时后就可以写了，不过这时候有个小小的技巧，就是你执行写操作之前，请取消掉你的写注册，否则你的cpu肯定是100%。

        3. 等待
        在传统的服务器编程中，由于对于每个请求都是产生的一个线程，因此你在你每个请求线程中wait也好,sleep也好，不会影响别人。但是异步不同，他的主线程只有一个，基本上每个处理都是线性的，也就是说处理完第一个，然后才能处理第二个，因此nio是一个极好的处理短连接的架构。
        我们现在出现的问题是，有人受同步的影响，没有搞清异步是如何处理，竟然在方法处理中用上sleep，而且一等还是3秒，这意味着什么，3秒才能处理一个请求，My god，我要一个3秒才能处理一个请求的服务器干嘛啊，还是60年代啊：（
        如果出现这样的需要等待的情况，应当另起一个线程（推荐使用线程池）去完成这个“长”时间的任务，或者将其它交给一个消息队列，通过发消息的方式将给别人去完成也行，客户端能等，你服务器怎么也能等呢？写出这样的代码，基本上一个服务器也就废了。