網(wǎng)絡編程模型與中間件設計思路

網(wǎng)絡編程模型與中間件設計思路Unix與Linux的5種IO模型1、阻塞I/O(BlockingI/O）2、非阻塞I/O(Non-BlockingI/O)3、I/O復用（select、poll、linux2.6種改進的epoll）(I/OMultiplexing)4、信號驅(qū)動IO（Singal-DriveI/O）5、異步I/O(AsynchronousI/O)（POSIX的aio_系列函數(shù)）POSIX:PortableOperatingSystemInterfaceofUnix可移植操作系統(tǒng)接口5種IO模型詳細說明blocking:最簡單的模型，使用最簡單non-blocking:看似節(jié)省時間，實際上poll會占用更多的資源，需要和其他模型配合使用I/Omultiplexing:大名鼎鼎的select、epoll、kqueue。同時在多個描述符上進行等待、能超時(JAVA目前支持)signal-drivenI/O:真正的異步模式。（所謂異步，就是I/O事件發(fā)生的時候Kernel會利用Callback來通知處理數(shù)據(jù)的線程，然后該線程再去取數(shù)據(jù)。上面三個模式都是同步的，也就是說Kernel不會告訴用戶程序什么時候I/Oready了。）。利用的sigaction來注冊一個SIGIO的處理函數(shù)，然后系統(tǒng)通過SIGIO來callback信號處理函數(shù)。AsynchronousI/O:另外一種異步模式。主要的區(qū)別是，Kernel不僅通知用戶進程I/O時間，同時把數(shù)據(jù)從Kernel空間復制到用戶空間，當用戶空間進行處理的時候，I/O已經(jīng)處于“完成”狀態(tài)了。(先提交給內(nèi)核，完成之后通知)BlockingI/O無數(shù)據(jù)可讀，則在調(diào)用處等待，直到有數(shù)據(jù)讀可讀才會執(zhí)行后面的語句(阻塞當前線程）Non-BlockingI/O無數(shù)據(jù)讀，則直接返回，繼續(xù)后面的執(zhí)行I/OMultiplexing若沒有數(shù)據(jù)，則在相應函數(shù)在等待(select、epoll_wait等)Windows系統(tǒng)常用5種IO模型選擇（Select）(多路復用)異步選擇（WSAAsyncSelect）(采用WIN消息機制，通過消息通知I/O操作)事件選擇（WSAEventSelect）(采用內(nèi)核對象Event，通過內(nèi)核信號狀態(tài)來通知)重疊I/O（OverlappedI/O）(比事件選擇更進一步，相應操作完成之后激發(fā)相應事件)完成端口（CompletionPort)共五種I/O模型(很復雜，更更進一步，相應I/O操作完成之后放入隊列，最高效率）JAVA網(wǎng)絡編程模型(IO與NIO)同步I/ONIO(多路復用)AIO(還沒有實現(xiàn)，JavaSE7.0可能會實現(xiàn)）NIO實現(xiàn)機制Windows：select(無法支持大量連接，JAVA服務程序不適合跑在win下)Linux：epoll(能支持大量連接)FreeBSD：kqueue(比select強)網(wǎng)絡服務器軟件基本結(jié)構(gòu)ReadRequestDecodeRequestProcessServiceEncodeReplySendReply基本結(jié)構(gòu)相同，但處理模型非常多，軟件設計上非常復雜JAVA網(wǎng)絡服務器軟件基本結(jié)構(gòu)一JAVA網(wǎng)絡服務器軟件基本結(jié)構(gòu)二JAVA網(wǎng)絡服務器軟件基本結(jié)構(gòu)三JAVA網(wǎng)絡服務器軟件基本結(jié)構(gòu)四中間件協(xié)議設計中間件接口設計publicinterfaceFunction{publicvoidinvoke(IContextcontext)throwsInvokeException;}所有的業(yè)務功能都必須繼承此接口。publicinterfaceIContext{/***獲得程序的上下文接口**@return*/publicIAppContextgetAppContext();/***返回數(shù)據(jù)源服務接口**@return*/publicIDBServicegetDBService();/***獲得請求對象**@return*/publicIRequestgetRequest();/***獲得響應對象**@return