對於應用服務器來說，性能是非常重要的，基本可以說決定着這款應用服務器的未來。通常從軟件角度來說，應用服務器性能包括如下幾個方面：
1、請求處理的並發程度，當前主流服務器均采用異步的方式處理客戶端的請求；
2、減少網絡傳輸的數據量，提高網絡利用率；
3、降低新建網絡鏈接的開銷，以實現鏈接在多個請求之間的復用；
4、選擇合適的I/O方式，例如NIO等。
一、阻塞與非阻塞、同步與異步
------同步：發出一個調用時，沒有得到結果之前，該調用不返回，由調用者主動等待調用結果。 | 關注的是消息通信機制---------------------| | ------異步：調用發出之后，調用直接返回，此時不會拿到返回結果。被調用者通過狀態通知調用者或回調函數處理這個調用。 ------阻塞：調用結果返回之前，當前線程會被掛起。 | 關注的是程序在等待調用結果時的狀態---------| | ------非阻塞：調用返回結果之前，當前線程不會被掛起。
二、BIO
概念：bio基於流，是同步阻塞IO模式，數據的讀取寫入必須阻塞在一個線程內等待其完成。這里使用那個經典的燒開水例子，這里假設一個燒開水的場景，有一排水壺在燒開水，BIO的工作模式就是， 叫一個線程停留在一個水壺那，直到這個水壺燒開，才去處理下一 個水壺。但是實際上線程在等待水壺燒開的時間段什么都沒有做。不知道io操作中什么時候有數據可讀，所以一直是阻塞的模式。
缺點：當並發數達到一定量時，並且服務端需要一定的時間去處理請求時，例如1-2s，這時需要開啟非常多的線程數，並且這些線程啥事不干，都是等着請求返回，大大浪費了系統資源，而且在線程切換上下文的過程中，也會浪費很多的資源
BIO是阻塞式I/O，通過socket在客戶端與服務端建立雙向鏈接以實現通信，主要步驟如下：
- a、服務端監聽某個端口是否有鏈接請求；
- b、客戶端向服務端發出鏈接請求；
- c、服務端向客戶端返回accept()消息，此時鏈接成功；
- d、客戶端和服務端通過send()、write()等方法與對方通信；
- e、關閉鏈接
eg：簡單的網絡通信如下：
服務端：
客戶端：
這種簡單的示例只支持一個客戶端鏈接到一個服務端，現實情況是N個客戶端鏈接到服務端。Tomcat是這么實現的：
三、NIO
概念：bio的性能是相對較差的，在NIO中，基於塊的概念，可以在不編寫本地代碼的情況下利用底層優化。
NIO結構圖：
來個復雜點的：
selectionKey則是用來描述相關事件。
1、通道(channel)
2、緩沖區(buffer)
3、選擇器(selector)
簡單的NIO示例：
服務端：NIOServer
package com.ty.server; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.net.ServerSocket; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.SelectionKey; import java.nio.channels.Selector; import java.nio.channels.ServerSocketChannel; import java.nio.channels.SocketChannel; import java.util.Iterator; import java.util.Set; /** * 服務端 */ public class NIOServer { /** * 定義服務端的selector， * 主要作用： * 1、將各種事件注冊到selector中，selector監控各種事件的發生，例如accept、read等 * 2、將不同事件分配到不同的channel */ private Selector selector; //服務端初始化 public void init() throws IOException { //創建一個selector對象 this.selector = Selector.open(); //創建serverSocketChanel對象 ServerSocketChannel serverSocketChanel = ServerSocketChannel.open(); //設置為非阻塞 serverSocketChanel.configureBlocking(false); //通過serverSocketChannel對象獲取serverSocket ServerSocket serverSocket = serverSocketChanel.socket(); //綁定端口 InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(8080); serverSocket.bind(address); //注冊accept事件到selector中，accept用於獲取客戶端請求 serverSocketChanel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); } //服務端啟動服務 public void start() throws IOException { //這地方只做一個最簡單的示例，不考慮服務端stop while(true) { /** * selector監控客戶端是否有對應事件發生，例如accept、read等等。 * 注：此方法是阻塞的，當客戶端一直沒有事件觸發，線程一直掛起，直到至少有一事件觸發，走后續流程 */ selector.select(); //獲取該selector監控到的所有觸發的事件 Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys(); //拿到迭代器，循環所有監控到的事件 Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator(); while(iterator.hasNext()) { //事件用SelectionKey描述，主要包括connect、accept、read、write事件 SelectionKey selectionKey = iterator.next(); //每種事件只處理一次，避免重復處理 iterator.remove(); if(selectionKey.isAcceptable()) { accept(selectionKey); } if(selectionKey.isReadable()) { read(selectionKey); } } } } private void accept(SelectionKey selectionKey) throws IOException { /** * 從selectionkey中獲取serverSocketChannel。 * ServerSocketChannel 是一個可以監聽新進來的TCP連接的通道, 就像標准IO中的ServerSocket一樣 */ ServerSocketChannel serverSocketChannel = (ServerSocketChannel) selectionKey.channel(); //serverSocketChannel監聽到新連接后，會創建socketChannel。獲取socketChannel SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept(); //設置為非阻塞 socketChannel.configureBlocking(false); socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); } private void read(SelectionKey selectionKey) throws IOException { /** * SocketChannel是一個連接到TCP網絡套接字的通道，就像標准IO中的socket * 創建方式：可以通過以下2種方式創建SocketChannel * 1、打開一個SocketChannel並連接到互聯網上的某台服務器。 * 2、一個新連接到達ServerSocketChannel時，會創建一個SocketChannel。 */ SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel(); //創建讀取緩沖區 ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024); //通過socketChannel.read()獲取客戶端的請求數據 socketChannel.read(byteBuffer); String request = new String(byteBuffer.array()).trim(); System.out.println("客戶端發送的請求為：" + request); //將一個數組包裝成ByteBuffer ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap("請求收到啦！".getBytes()); //數據發送到客戶端 socketChannel.write(outBuffer); } public static void main(String[] args) throws IOException { NIOServer server = new NIOServer(); server.init(); server.start(); } }
客戶端：NIOClient
package com.ty.client; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.SelectionKey; import java.nio.channels.Selector; import java.nio.channels.SocketChannel; import java.util.Iterator; public class NIOClient { private Selector selector; private BufferedReader clientInput = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); public void init() throws IOException { //創建selector this.selector = Selector.open(); //創建SocketChannel SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(); socketChannel.configureBlocking(false); socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080)); //注冊connect事件 socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT); } public void start() throws IOException { while(true) { selector.select(); Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator(); while(iterator.hasNext()) { SelectionKey selectionKey = iterator.next(); iterator.remove(); if(selectionKey.isConnectable()) { connect(selectionKey); } if(selectionKey.isReadable()) { read(selectionKey); } } } } public void connect(SelectionKey selectionKey) throws IOException { SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel(); //如果客戶端正在鏈接 if(socketChannel.isConnectionPending()) { //如果客戶端已經鏈接成功 if(socketChannel.finishConnect()) { socketChannel.configureBlocking(false); //鏈接成功后自然要獲取服務端的返回，因此注冊read事件 socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); String request = clientInput.readLine(); //數據發送到服務端 socketChannel.write(ByteBuffer.wrap(request.getBytes())); }else { //事件未注冊成功，取消掉 selectionKey.cancel(); } } } public void read(SelectionKey selectionKey) throws IOException { //socketChannel與服務端的對應，雙方友好建立一個通道 SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel(); ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024); socketChannel.read(byteBuffer); System.out.println("服務端響應為：" + new String(byteBuffer.array()).trim()); String request = clientInput.readLine(); socketChannel.write(ByteBuffer.wrap(request.getBytes())); } public static void main(String[] args) throws IOException { NIOClient client = new NIOClient(); client.init(); client.start(); } }
測試結果：
服務端：
客戶端：
這樣通過NIO，客戶端與服務端即可正常通信。
Tomcat中的NIO實現：
