【转】java nio与tomcat 6 中nio的使用

转自http://jiangyongyuan.iteye.com/blog/361983

 

很早就听说tomcat6使用nio了,这几天突然想到一个问题,使用nio代替传统的bioThreadLocal岂不是会存在冲突? 
 
首先,何谓nio 
 
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acceptreadwrite 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acceptreadwrite等操作,这个时候,这些操作是马上完成,并且马上返回。而windowswinsock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JDK1.4sun公司大范围提升Java的性能,其中NIO就是其中一项。JavaIO操作集中在java.io这个包中,是基于流的阻塞API(即BIOBlock 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NIOnon-blocking IO)被引入。 
 
BIONIO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。  
 

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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JSFFaceContextHibernate session管理、Struts2Context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ServletRequestServletResponse,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ServletRequestServletResponse,取出请求的Servlet -> 直接在本线程执行这个Servlet -> 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ServletRequestServletResponse,取出请求的Servlet -> 从线程池取出线程,并在该线程执行这个Servlet -> ServletResponse的内容发送到客户端连接 -> 关闭连接。  
 
 
从上图可以看出[图在哪里?作者也是转的?]BIONIO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。


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