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Tomcat的NIO  

2012-07-04 17:16:38|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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如果读者有socket的编程基础,应该会接触过堵塞socket和非堵塞socket, 堵塞socket就是在accept、read、write等IO操作的的时候,如果没有可用符合条件的资源,不马上返回,一直等待直到有资源为止。而非 堵塞socket则是在执行select的时候,当没有资源的时候堵塞,当有符合资源的时候,返回一个信号,然后程序就可以执行accept、read、 write等操作,这个时候,这些操作是马上完成,并且马上返回。而windows的winsock则有所不同,可以绑定到一个EventHandle 里,也可以绑定到一个HWND里,当有资源到达时,发出事件,这时执行的io操作也是马上完成、马上返回的。一般来说,如果使用堵塞socket,通常我 们时开一个线程accept socket,当有socket链接的时候,开一个单独的线程处理这个socket;如果使用非堵塞socket,通常是只有一个线程,一开始是 select状态,当有信号的时候马上处理,然后继续select状态。
  
  按照大多数人的说法,堵塞socket比非堵塞socket的性能要好。不过也有小部分人并不是这样认为的,例如Indy项目(Delphi一个比较出色的网络包),它就是使用多线程+堵塞socket模式的。另外,堵塞socket比非堵塞socket容易理解,符合一般人的思维,编程相对比较容易。
  
   nio其实也是类似上面的情况。在JDK1.4,sun公司大范围提升Java的性能,其中NIO就是其中一项。Java的IO操作集中在 java.io这个包中,是基于流的阻塞API(即BIO,Block IO)。对于大多数应用来说,这样的API使用很方便,然而,一些对性能要求较高的应用,尤其是服务端应用,往往需要一个更为有效的方式来处理IO。从 JDK 1.4起,NIO API作为一个基于缓冲区,并能提供非阻塞O操作的API(即NIO,non-blocking IO)被引入。
  
  BIO与NIO一个比较重要的不同,是我们使用BIO的时候往往会引入多线程,每个连接一个单独的线程;而NIO则是使用单线程或者只使用少量的多线程,每个连接共用一个线程。 
  
   这个时候,问题就出来了:我们非常多的java应用是使用ThreadLocal的,例如JSF的FaceContext、Hibernate的 session管理、Struts2的Context的管理等等,几乎所有框架都或多或少地应用ThreadLocal。如果存在冲突,那岂不惊天动 地?
  
  后来终于在Tomcat6的文档(http://tomcat.apache.org/tomcat-6.0-doc/aio.html)找到答案。根据上面说明,应该Tomcat6应用nio只是用在处理发送、接收信息的时候用到,也就是说,tomcat6还是传统的多线程Servlet,我画了下面两个图来列出区别:
  
   tomcat5:客户端连接到达 -> 传统的SeverSocket.accept接收连接 -> 从线程池取出一个线程 -> 在该线程读取文本并且解析HTTP协议 -> 在该线程生成ServletRequest、ServletResponse,取出请求的Servlet -> 在该线程执行这个Servlet -> 在该线程把ServletResponse的内容发送到客户端连接 -> 关闭连接。
  
  我以前理解的使用 nio后的tomcat6:客户端连接到达 -> nio接收连接 -> nio使用轮询方式读取文本并且解析HTTP协议(单线程) -> 生成ServletRequest、ServletResponse,取出请求的Servlet -> 直接在本线程执行这个Servlet -> 把ServletResponse的内容发送到客户端连接 -> 关闭连接。
  
   实际的tomcat6:客户端连接到达 -> nio接收连接 -> nio使用轮询方式读取文本并且解析HTTP协议(单线程) -> 生成ServletRequest、ServletResponse,取出请求的Servlet -> 从线程池取出线程,并在该线程执行这个Servlet -> 把ServletResponse的内容发送到客户端连接 -> 关闭连接。  
  
  
  从上图可以看出,BIO与NIO的不同,也导致进入客户端处理线程的时刻有所不同:tomcat5在接受连 接后马上进入客户端线程,在客户端线程里解析HTTP协议,而tomcat6则是解析完HTTP协议后才进入多线程,另外,tomcat6也比5早脱离客 户端线程的环境。
  
  实际的tomcat6与我之前猜想的差别主要集中在如何处理servlet的问题上。实际上即使抛开 ThreadLocal的问题,我之前理解tomcat6只使用一个线程处理的想法其实是行不同的。大家都有经验:servlet是基于BIO的,执行期 间会存在堵塞的,例如读取文件、数据库操作等等。tomcat6使用了nio,但不可能要求servlet里面要使用nio,而一旦存在堵塞,效率自然会 锐降。
   
  
  所以,最终的结论当然是tomcat6的servlet里面,ThreadLocal照样可以使用,不存在冲突。
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