AIO

More New IO，或称 NIO.2，随 JDK 1.7 发布，包括了引入异步 IO 接口和 Paths 等文件访问接口。

异步这个词，我想对于绝大多数开发者来说都很熟悉，很多场景下我们都会使用异步。

通常，我们会有一个线程池用于执行异步任务，提交任务的线程将任务提交到线程池就可以立马返回，不必等到任务真正完成。如果想要知道任务的执行结果，通常是通过传递一个回调函数的方式，任务结束后去调用这个函数。

同样的原理，Java 中的异步 IO 也是一样的，都是由一个线程池来负责执行任务，然后使用回调或自己去查询结果。

大部分开发者都知道为什么要这么设计了，这里再啰嗦一下。异步 IO 主要是为了控制线程数量，减少过多的线程带来的内存消耗和 CPU 在线程调度上的开销。

在 Unix/Linux 等系统中，JDK 使用了并发包中的线程池来管理任务，具体可以查看 AsynchronousChannelGroup 的源码。

在 Windows 操作系统中，提供了一个叫做 I/O Completion Ports 的方案，通常简称为 IOCP，操作系统负责管理线程池，其性能非常优异，所以在 Windows 中 JDK 直接采用了 IOCP 的支持，使用系统支持，把更多的操作信息暴露给操作系统，也使得操作系统能够对我们的 IO 进行一定程度的优化。

• AsynchronousSocketChannel
• AsynchronousServerSocketChannel
• AsynchronousFileChannel
  这三个类对应的NIO中SocketChannel， ServerSocketChannel，FileChannel

Java 异步 IO 提供了两种使用方式，分别是返回 Future 实例和使用回调函数。

• 返回 Future 实例
  没错，就是java.util.concurrent.Future 实例
• 提供 CompletionHandler 回调函数

public interface CompletionHandler<V,A> {
    void completed(V result, A attachment);
    void failed(Throwable exc, A attachment);
}

AsynchronousFileChannel

• 实例化：

AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(Paths.get("/Users/hongjie/test.txt"));

• 读入到 Buffer 中：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
Future<Integer> result = channel.read(buffer, 0);

• 除了使用返回 Future 实例的方式，也可以采用回调函数:

public abstract <A> void read(ByteBuffer dst,long position, A attachment,CompletionHandler<Integer,? super A> handler);

AsynchronousServerSocketChannel

非阻塞 IO 的 ServerSocketChannel

AsynchronousSocketChannel

Asynchronous Channel Groups

为了知识的完整性，有必要对 group 进行介绍，其实也就是介绍 AsynchronousChannelGroup 这个类。之前我们说过，异步 IO 一定存在一个线程池，这个线程池负责接收任务、处理 IO 事件、回调等。这个线程池就在 group 内部，group 一旦关闭，那么相应的线程池就会关闭。

• AsynchronousServerSocketChannels 和 AsynchronousSocketChannels 是属于 group 的，当我们调用 AsynchronousServerSocketChannel 或 AsynchronousSocketChannel 的 open() 方法的时候，相应的 channel 就属于默认的 group，这个 group 由 JVM 自动构造并管理。

• 如果我们想要配置这个默认的 group，可以在 JVM 启动参数中指定以下系统变量：

java.nio.channels.DefaultThreadPool.threadFactory
此系统变量用于设置 ThreadFactory，它应该是 java.util.concurrent.ThreadFactory 实现类的全限定类名。一旦我们指定了这个 ThreadFactory 以后，group 中的线程就会使用该类产生。

java.nio.channels.DefaultThreadPool.initialSize
此系统变量也很好理解，用于设置线程池的初始大小。

• 可能你会想要使用自己定义的 group，这样可以对其中的线程进行更多的控制，使用以下几个方法即可：
  1 AsynchronousChannelGroup.withCachedThreadPool(ExecutorService executor, int initialSize)
  2 AsynchronousChannelGroup.withFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory)
  3 AsynchronousChannelGroup.withThreadPool(ExecutorService executor)

• 至于 group 的使用:

AsynchronousChannelGroup group = AsynchronousChannelGroup
        .withFixedThreadPool(10, Executors.defaultThreadFactory());
AsynchronousServerSocketChannel server = AsynchronousServerSocketChannel.open(group);
AsynchronousSocketChannel client = AsynchronousSocketChannel.open(group);

小结

• •BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序直观简单易理解。
• •NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持。
• •AIO方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持。​​