Technologie NIO et mode Reactor dans les fonctions Java

NIO (E/S non bloquantes) et mode Reactor sont des technologies importantes dans la programmation simultanée Java. Dans les fonctions Java, ils sont largement utilisés via le framework Netty.

NIO Technology

NIO est un modèle d'E/S non bloquant. Contrairement au blocage traditionnel des E/S, NIO ne bloque pas le thread appelant, mais informe l'application via un mécanisme de rappel lorsque l'opération d'E/S est prête. Cela permet aux applications de gérer simultanément plusieurs opérations d’E/S, améliorant ainsi la concurrence.

Dans les fonctions Java, NIO utilise généralement les classes du package java.nio.channels. L'exemple de code est le suivant?: java.nio.channels 包中的類。示例代碼如下：

import java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel;
import java.nio.channels.CompletionHandler;

CompletionHandler<Void, Object> completionHandler = new CompletionHandler<Void, Object>() {
    @Override
    public void completed(Void result, Object attachment) {
        // I/O 操作完成時的處理邏輯
    }

    @Override
    public void failed(Throwable exc, Object attachment) {
        // I/O 操作失敗時的處理邏輯
    }
};

final AsynchronousSocketChannel socketChannel = AsynchronousSocketChannel.open();
socketChannel.connect(new InetSocketAddress(host, port), null, completionHandler);

Reactor 模式

Reactor 模式是一種事件驅動模式，它使用一個或多個 Reactor 來處理來自多個 I/O 通道的事件。Reactor 本質上是一個循環(huán)，它不斷輪詢已注冊的通道，檢查是否有就緒的 I/O 操作。

在 Java 函數中，Netty 框架提供了對 Reactor 模式的實現。Netty 中的 EventLoop 是一個單線程的 Reactor，它處理來自多個 Channel 的事件。示例代碼如下：

import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.http.HttpServerCodec;
import io.netty.handler.codec.http.HttpServerHandler;

public class NettyHttpServer {

    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup eventLoopGroup = new NioEventLoopGroup();
        
        try {
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
            bootstrap.group(eventLoopGroup)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                    @Override
                    public void initChannel(SocketChannel channel) {
                        channel.pipeline().addLast(new HttpServerCodec(), new HttpServerHandler());
                    }
                });
            
            Channel channel = bootstrap.bind(8080).sync().channel();
            channel.closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            eventLoopGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

實戰(zhàn)案例

在下面的實戰(zhàn)案例中，我們將使用 Netty 框架構建一個簡單的 HTTP 服務器。服務器將使用 NIO 技術處理來自客戶端的請求，并使用 Reactor 模式將請求分配給一個單線程的 Reactor 來處理。

步驟：

1. 創(chuàng)建一個 NettyHttpServer 類，它將啟動 Netty 服務器。
2. 在 initChannel 方法中，將 HttpServerCodec 和 HttpServerHandler 添加到 Channel 管道中。這些處理程序將處理 HTTP 請求和響應的編碼和解碼。
3. 在服務器啟動時，調用 bind(8080).sync().channel()rrreee

Reactor Pattern

Le modèle Reactor est un modèle basé sur les événements qui utilise un ou plusieurs Reactors pour gérer les événements de plusieurs canaux d'E/S. Reactor est essentiellement une boucle qui interroge en permanence les canaux enregistrés pour vérifier si des opérations d'E/S sont prêtes.

Dans les fonctions Java, le framework Netty fournit une implémentation du pattern Reactor. EventLoop dans Netty est un Reactor monothread qui gère les événements de plusieurs canaux. L'exemple de code est le suivant :

rrreee????Cas pratique??????Dans le cas pratique suivant, nous utiliserons le framework Netty pour construire un serveur HTTP simple. Le serveur utilisera la technologie NIO pour gérer les requêtes du client et utilisera le modèle Reactor pour attribuer la requête à un Reactor monothread pour le traitement. ??????étapes?: ????

1. Créez une classe NettyHttpServer qui démarrera le serveur Netty. ??
2. Dans la méthode initChannel, ajoutez HttpServerCodec et HttpServerHandler au pipeline Channel. Ces gestionnaires géreront l’encodage et le décodage des requêtes et réponses HTTP. ??
3. Lorsque le serveur démarre, appelez bind(8080).sync().channel() pour lier le serveur au port 8080. ????????Conclusion?: ??????Dans les fonctions Java, la technologie NIO et le modèle Reactor sont largement utilisés via le framework Netty. Cela permet aux applications de gérer les opérations d'E/S de manière non bloquante et de gérer les événements de plusieurs canaux via un Reactor monothread. Cette approche améliore la simultanéité et l’évolutivité des applications. ??

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