Java同步阻塞怎么實現

本篇內容介紹了“Java同步阻塞怎么實現”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

成都創(chuàng)新互聯專業(yè)為企業(yè)提供南充網站建設、南充做網站、南充網站設計、南充網站制作等企業(yè)網站建設、網頁設計與制作、南充企業(yè)網站模板建站服務，十余年南充做網站經驗，不只是建網站，更提供有價值的思路和整體網絡服務。

一：分布式架構網絡通信

在分布式服務框架中，一個最基礎的問題就是遠程服務是怎么通訊的，在Java領域中有很多可實現遠程通訊的技 術，例如：RMI、Hessian、SOAP、ESB和JMS等

1.1：基本原理

要實現網絡機器間的通訊，需要做的就是將流從一臺計算機傳輸到另外一臺計算機，基于傳輸協議和網絡IO來實現。

• 其中傳輸協議比較出名的有tcp、udp等，tcp、udp都是在基于Socket概念上為某類應用場景而擴展出的傳輸協議。

• 網絡IO，主要有BIO、NIO、AIO三種方式

1.2：RPC

RPC全稱為remote procedure call，即遠程過程調用。借助RPC可以做到像本地調用一樣調用遠程服務，是一種進程間的通信方式。常見的RPC框架有：Hessian、gRPC、Thrift、HSF、Dubbo等。

注意：需要注意的是RPC并不是一個具體的技術，而是指整個網絡遠程調用過程；對 于RPC框架而言，核心模塊就是通訊和序列化。

遠程過程調用分為兩種，現在在服務間通信的方式也基本以這兩種為主:

• 是基于HTTP的restful形式的廣義遠程調用，以spring could的feign和restTemplate為代表，采用的協議是HTTP的7層調用協議，并且協議的參數和響應序列化基本以JSON格式和XML格式為主。

• 是基于TCP的狹義的RPC遠程調用，以阿里的Dubbo為代表，主要通過netty來實現4層網絡協議，NIO來異步傳輸，序列化可以是JSON或者hessian2以及java自帶的序列化等，可以配置。

1.2.1 RPC架構

一個完整的RPC架構里面包含了四個核心的組件，分別是Client，Client Stub，Server以及Server Stub，這個Stub 可以理解為存根。

• 客戶端(Client)，服務的調用方。

• 客戶端存根(Client Stub)，存放服務端的地址消息，再將客戶端的請求參數打包成網絡消息，然后通過網絡遠程發(fā)送給服務方。

• 服務端(Server)，真正的服務提供者。

• 服務端存根(Server Stub)，接收客戶端發(fā)送過來的消息，將消息解包，并調用本地的方法。

1.2.2 RPC調用過程

注意：無論是何種類型的數據，最終都需要轉換成二進制流在網絡上進行傳輸，數據的發(fā)送方需要將對象轉換為二進制流（序列化），而數據的接收方則需要把二進制流再恢復為對象（反序列化）。

1.3：RMI

Java RMI 指的是遠程方法調用 (Remote Method Invocation),是java原生支持的遠程調用 ,采用JRMP（Java Remote Messageing protocol）作為通信協議，可以認為是純java版本的分布式遠程調用解決方案， RMI主要用 于不同虛擬機之間的通信，這些虛擬機可以在不同的主機上、也可以在同一個主機上，因此這里的通信可以理解為一個 虛擬機上的對象調用另一個虛擬機上對象的方法。

1.3.1 RMI簡介

注冊表：
注冊表(Registry)：以URL形式注冊遠程對象，并向客戶端回復對遠程對象的引用。

客戶端：

1. 存根/樁(Stub)：遠程對象在客戶端上的代理；

2. 遠程引用層(Remote Reference Layer)：解析并執(zhí)行遠程引用協議；

3. 傳輸層(Transport)：發(fā)送調用、傳遞遠程方法參數、接收遠程方法執(zhí)行結果。

服務端：

1. 骨架(Skeleton)：讀取客戶端傳遞的方法參數，調用服務器方的實際對象方法，并接收方法執(zhí)行后的返回值；

2. 遠程引用層(Remote Reference Layer)：處理遠程引用后向骨架發(fā)送遠程方法調用；

3. 傳輸層(Transport)：監(jiān)聽客戶端的入站連接，接收并轉發(fā)調用到遠程引用層。

1.3.2 RMI調用過程

遠程調用過程：
1）客戶端從遠程服務器的注冊表中查詢并獲取遠程對象引用。
2）樁對象與遠程對象具有相同的接口和方法列表，當客戶端調用遠程對象時，實際上是由相應的樁對象代理完成的。
3 ) 遠程引用層在將樁的本地引用轉換為服務器上對象的遠程引用后，再將調用傳遞給傳輸層(Transport)，由傳輸層通 過TCP協議發(fā)送調用；
4）在服務器端，傳輸層監(jiān)聽入站連接，它一旦接收到客戶端遠程調用后，就將這個引用轉發(fā)給其上層的遠程引用層；
5）服務器端的遠程引用層將客戶端發(fā)送的遠程應用轉換為本地虛擬機的引用后，再將請求傳遞給骨架(Skeleton)；
6）骨架讀取參數，又將請求傳遞給服務器，最后由服務器進行實際的方法調用。

1.4：BIO、NIO、AIO

BIO：同步阻塞的；NIO：同步非阻塞的；AIO：異步非阻塞的。

同步與異步（針對應用程序與內核的交互）：

• 同步：用戶進程觸發(fā)IO操作時，使用等待或者輪訓的方式查看IO操作是否就緒。
  例如：銀行取錢,我自己去取錢,取錢的過程中等待。

• 異步：當一個異步進程調用發(fā)出之后，調用者不會立刻得到結果。而是在調用發(fā)出之后，被調用者通過狀態(tài)、通知來通知調用者，或者通過回調函數來處理這個調用。
  例如：我請朋友幫我取錢,他取到錢后返回給我.

阻塞與非阻塞（針對進程訪問數據（讀寫操作）的時候，根據IO操作的就緒狀態(tài)采取不同的方式）：

• 阻塞：阻塞方式下讀取和寫入將一直等待。
  例： ATM機排隊取款，你只能一直等待排隊取款

• 非阻塞：使用非阻塞IO時，如果不能讀寫Java調用會馬上返回，當IO事件分發(fā)器會通知可讀寫時再繼續(xù)進行讀寫，不斷循環(huán)直到讀寫完成
  例：柜臺取款，取個號，然后坐在椅子上做其他事，等廣播通知，沒到你的號你就不能去，但你可以不斷的問大堂經理排到了沒有。

1.4.1 BIO（同步阻塞）

BIO：同步阻塞IO，B代表blocking。服務器實現模式為一個連接一個線程，即客戶端有連接請求時服務器端就需要啟動一個線程進行處理，如果這個連接不做任何事情會造成不必要的線程開銷，當然可以通過線程池機制改善。

簡單實現：

1. 服務端代碼

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket();
        serverSocket.bind(new InetSocketAddress("127.0.0.1",8888));
        while (true){
            // 同步阻塞
            Socket socket = serverSocket.accept();
            new Thread(()->{
                try {
                    byte[] bytes = new byte[1024];
                    int len = socket.getInputStream().read(bytes);
                    System.out.println(new String(bytes,0,len));
                    socket.getOutputStream().write(bytes,0,len);
                    socket.getOutputStream().flush();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }

2. 客戶端代碼

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
        socket.getOutputStream().write("hello".getBytes());
        socket.getOutputStream().flush();
        System.out.println("server send back data =====");
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = socket.getInputStream().read(bytes);
        System.out.println(new String(bytes,0,len));
    }

1.4.2 NIO（同步非阻塞）

同步非阻塞IO （non-blocking IO / new io）。服務器實現模式為一個請求對應一個通道（Channel），即客戶端發(fā)送的連接請求都會注冊到多路復用器上，多路復用器輪詢到連接有IO請求時才啟動一個線程進行處理。

• 通道(Channels)：Channel 數據連接的通道。 數據可以從Channel讀到Buffer中，也可以從Buffer 寫到Channel中 .

• 緩沖區(qū)（Buffers）：通道channel可以向緩沖區(qū)Buffer中寫數據，也可以像buffer中存數據。

• 選擇器（Selector）：使用選擇器，借助單一線程，就可對數量龐大的活動 I/O 通道實時監(jiān)控和維護。

NIO的特點

當一個連接創(chuàng)建后，不會需要對應一個線程，這個連接會被注冊到多路復用器，所有的連接只需要一個線程就可以操作，該線程的多路復用器會輪詢，發(fā)現連接有請求時，才開啟一個線程處理。

NIO模型中selector的作用，一條連接來了之后，現在不創(chuàng)建一個while死循環(huán)去監(jiān)聽是否有數據可讀了，而是直接把這條連接注冊到selector上，然后，通過檢查這個selector，就可以批量監(jiān)測出有數據可讀的連接，進而讀取數據，

NIO的使用

nio的使用示例

1.4.3 AIO（異步非阻塞）

異步非阻塞IO。A代表asynchronize

特點：

• 當有流可以讀時,操作系統會將可以讀的流傳入read方法的緩沖區(qū),并通知應用程序,

• 對于寫操作,OS將write方法的流寫入完畢時操作系統會主動通知應用程序。因此read和write都是異步 的，完成后會調用回調函數。

使用場景： 連接數目多且連接比較長（重操作）的架構，比如相冊服務器。重點調用了OS參與并發(fā)操作，Java7開始支持。

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網站名稱：Java同步阻塞怎么實現
URL標題：http://bm7419.com/article44/pcgsee.html

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