Java网关服务-AIO（一）

Java网关-AIO（一）

aio:声明一个byteBuffer,异步读，读完了之后回调,相比于Future.get()，可以减少阻塞、减少线程等待，充分利用有限的线程
nio:声明一个byteBuffer,自己同步读出来，再做业务

概述

作为一个网关，一般可以代理某个后端的功能，暴露出更容易被访问或添加一些鉴权信息，让前台可以简单、安全的访问到后台。
当前案例想实现一个JAVA后端RPC接口调用的网关给其他语言使用,既然是跨语言，最常见的有：

• HTTP协议接口，几乎所有语言都有对应的类库，实现HTTP访问
• Socket协议接口，它是更为底层的方案，对比HTTP接口，它的适用范围更偏向高效代理，基于Socket自定义比HTTP协议更个性化、简单的协议，它的性能会明显高于HTTP调用，因为HTTP协议是一个较为臃肿的协议，性能一般。

当前将要实现的网关仅用于其他语言调用本机的某个端口来通信，而非对外提供服务，并且其他进程使用短连接调用，请求结束后，连接将立即关闭。

AIO

AIO(NIO 2.0)又称为异步非阻塞IO，相比同步IO，它向内核发出I/O命令后就去做其他事情了，而不需要等待，等到内核完成I/O操作，会回调注册的成功或失败回调事件，在Windows系统中，用Iocp实现了AIO;但是在linux系统中，AIO实际并非真正意义上的AIO,底层是由EPOLL实现的 ，因此它的性能并非一定比NIO高。
AIO的编程难度相比NIO低了不少，在实际项目中，仍然推荐使用Netty，由于他们在linux上底层都是基于epoll，从性能上来看，差异不大，并且netty在实际项目中编码方式更友好。

AsyncServer

首先，定义一个接口

/**
 * 服务接口
 */
public interface IServer {

	/**
	 * 启动
	 * @throws Exception
	 */
	void startup() throws Exception;

}

AsyncServer继承它

public class AsyncServer implements IServer {

	private final static Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(AsyncServer.class);

	@Value("${server.port}")
	private int port = 9099;

	@Value("${server.poolSize}")
	private int poolSize;

	/**
	 * 仅接受localhost请求
	 */
	private boolean onlyAcceptLocalhost = true;

	private AsynchronousServerSocketChannel asynchronousServerSocktChannel;

	public AsyncServer() {
	}
	
    @override
	public void startup() throws Exception {
		initServer(port, poolSize);
		startServer();
	}

	public void initServer(int port, final int poolSize) throws IOException {
		this.port = port;
		this.poolSize = poolSize;

		ThreadFactory threadFactory = new DefaultThreadFactory("GateWay-Server-IO");
		//这个线程池是用来处理I/O事件，调度CompletionHandler的
		AsynchronousChannelGroup group = AsynchronousChannelGroup.withFixedThreadPool(poolSize, threadFactory);

		asynchronousServerSocktChannel = AsynchronousServerSocketChannel.open(group);
		//因为直接杀进程，没有显式关闭套接字来释放端口，会等待一段时间后才可以重新use这个关口，解决办法就是用SO_REUSEADDR
		// 端口重用，防止进程意外终止，未释放端口，重启时失败,只有最后一个套接字会正常接收数据
		asynchronousServerSocktChannel.setOption(StandardSocketOptions.SO_REUSEADDR, true);
		//本地环境，可以将socket 接受缓冲区recbuf调大，因为不存在网络问题
		asynchronousServerSocktChannel.setOption(StandardSocketOptions.SO_RCVBUF, 100 * 1024);
		asynchronousServerSocktChannel.bind(new InetSocketAddress(port));
		LOGGER.info("Server start！port:{}", port);
	}

	/**
	 * 启用监听connection accepted
	 */
	public void startServer() {
		asynchronousServerSocktChannel.accept(asynchronousServerSocktChannel, new ChannelAcceptedHandler(this.onlyAcceptLocalhost));
		LOGGER.info("Server start accept connection！port:{}", port);
	}
	
}

ThreadFactory

这里定义了一个ThreadFactory，主要是用来约定线程名称的，具体实现是io.netty.util.concurrent.DefaultThreadFactory

AsynchronousChannelGroup

AsynchronousChannelGroup的目的是资源共享，用于一组异步channels来做他们的I/O完成后的操作，一个Group会有一个关联的ThreadPool,如果程序没有指定，则会使用系统默认的Pool,同时其生成出来的线程会是daemon线程
AsynchronousChannelGroup.withFixedThreadPool(poolSize, threadFactory)会生成一个ThreadPool，用来处理I/O事件完成后的回调任务，如从Channel缓冲区读取已经完成的I/O操作任务结果，解析为程序可以识别的信息；网上有很多人推荐处理业务时，另开线程池处理，防止业务操作将I/O操作的线程阻塞了。

我们的实现中并没有这么做，原因是网关将部署在一台机器性能并非多高的机器上，主要用于本机其他语言访问，流量不会太大，它不需要对I/O操作那么敏感，并且阻塞I/O事件一定意义上有限流的效果；当然单独开辟业务线程池，同时调低I/O事件线程池的大小也是值得推荐的。

绑定

AsynchronousServerSocketChannel.open(group)会打开了异步的server-socket channel,使用group处理面向流的客户的channel I/O完成操作
asynchronousServerSocktChannel.bind(new InetSocketAddress(port));监听指定的端口

startServer

asynchronousServerSocktChannel.accept(asynchronousServerSocktChannel, new ChannelAcceptedHandler(this.onlyAcceptLocalhost));

server开始服务始于accept方法被调用，此时服务开始监听connection accept事件

ChannelAcceptedHandler

实现了CompletionHandler，用于连接被成功accept或accept失败后的操作

在下一节将对ChannelAcceptedHandler为首的多个CompletionHandler进行讲解，它们共同完成了一个协议较简单、含粘包处理的服务端