jdk7 AIO 入門

隨着JDK7的發佈，Java的AIO正式支持版本也出爐了，就像當年發佈NIO特性支持時，基本上所有的Java服務器都重寫了自己的網絡框架以通過NIO來提高服務器的性能。AIO的發佈勢必也會引起Java界的一次重寫風潮，現在很多的網絡框架（如Mina），大型軟件（如Oracle DB）都宣佈自己已經在新版本中支持了AIO的特性以提高性能。下面就來看一下aio的基本原理，以及如何使用JDK7的AIO特性。
    所謂AIO，異步IO，其主要是針對進程在調用IO獲取外部數據時，是否阻塞調用進程而言的。一個進程的IO調用步驟大致如下：
    1、進程向操作系統請求數據
    2、操作系統把外部數據加載到內核的緩衝區中，
    3、操作系統把內核的緩衝區拷貝到進程的緩衝區
    4、進程獲得數據完成自己的功能
   
    當操作系統在把外部數據放到進程緩衝區的這段時間（即上述的第二，三步），如果應用進程是掛起等待的，那麼就是同步IO，反之，就是異步IO，也就是AIO
    
    JDK對於IO支持基本上都是基於操作系統的封裝，而IO操作的核心就是如何有效的管理Channel（數據通道），JDK7對AIO的支持主要提供如下的一些封裝類：
AsynchronousChannel：所有AIO Channel的父類。
AsynchronousByteChannel：支持Byte讀寫的Channel
AsynchronousDatagramChannel：支持數據包（datagram）讀寫的Channel
AsynchronousFileChannel：支持文件讀寫的Channel
AsynchronousServerSocketChannel：支持數據流讀寫的服務器端Channel
AsynchronousSocketChannel：支持數據流讀寫的客戶端Channel
AsynchronousChannelGroup：支持資源共享的Channel分組

   對於AIO的Channel，JDK定義了2種類型的操作，
1、Future operation（....):即 通過Future判斷是操作是否完成。
2、void operation(Object attachment, CompletionHandler handler):即通過CompletionHandler來通知異步IO完成。

下面就是一個AsynchronousFileChannel實現的完整異步讀寫文件的例子

package com.jdk7.io.aio;


import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.AsynchronousFileChannel;
import java.nio.channels.CompletionHandler;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Future;

/**
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 */
public class AFCDemo {
    static Thread current;

    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, ExecutionException {
        if (args == null || args.length == 0) {
            System.out.println("Please input file path");
            return;
        }
        Path filePath = Paths.get(args[0]);
        AsynchronousFileChannel afc = AsynchronousFileChannel.open(filePath);
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(16 * 1024);
//使用FutureDemo時，請註釋掉completionHandlerDemo，反之亦然
        futureDemo(afc, byteBuffer);
        completionHandlerDemo(afc, byteBuffer);
    }

    private static void completionHandlerDemo(AsynchronousFileChannel afc, ByteBuffer byteBuffer) throws IOException {
        current = Thread.currentThread();
        afc.read(byteBuffer, 0, null, new CompletionHandler<Integer, Object>() {
            @Override
            public void completed(Integer result, Object attachment) {
                System.out.println("Bytes Read = " + result);
                current.interrupt();
            }

            @Override
            public void failed(Throwable exc, Object attachment) {
                System.out.println(exc.getCause());
                current.interrupt();
            }
        });
        System.out.println("Waiting for completion...");
        try {
            current.join();
        } catch (InterruptedException e) {
        }
        System.out.println("End");
        afc.close();
    }

    private static void futureDemo(AsynchronousFileChannel afc, ByteBuffer byteBuffer) throws InterruptedException, ExecutionException, IOException {
        Future<Integer> result = afc.read(byteBuffer, 0);
        while (!result.isDone()) {
            System.out.println("Waiting file channel finished....");
            Thread.sleep(1);
        }
        System.out.println("Finished? = " + result.isDone());
        System.out.println("byteBuffer = " + result.get());
        System.out.println(byteBuffer);
        afc.close();
    }
}