Java在高并發網絡編程中的應用

魯兆碩

南陽農業職業學院

Java在高并發網絡編程中的應用

魯兆碩

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簡單介紹目前多種編程語言，詳細探討Java NIO原理與應用，對Mina與Netty框架的原理與特性詳細進行描述。

Java；網絡編程；NIO技術；Mina；Netty

當前約有100余種常見編程語言，使用較多的有30多種，而Java在諸多編程語言中，很多時候排在首位。不同編程語言各有特點與優勢，每種編程語言在產生的背景環境中，都可發揮出最佳效果。如C語言在系統級編程及底層程序編寫中應用廣泛；而C語言的延伸版C++則在較高程序的編寫中提高了編寫效率；PHP編程語言在Web應用的快速開發中應用效果顯著。本文研究的Java編程語言則在網絡編程中效果較好?，F階段，互聯網的訪問壓力較大，如微博、搜索引擎、社交網絡等，采用Java對高并發網絡程序進行編寫，效率與速度均比較理想。

1、基于Java的高并發編程架構的不同應用

當前，Java的不同版本功能也有所不同，如在1.4版本中，具有哦NIO相關的API，極大的提升了Java的網絡編程能力?，F階段不聯網中高并發應用主要包含兩類：單數據源與多數據源，Java在這兩種高并發模式下可選擇不同的處理模式。

單數據源情況下，添加到request等待隊列，只要隊列長度不為零，則request按排列順序依次處理，等待隊列中的request通過連續池循環完成。在request取出后，在連接池內選擇空閑鏈接，發送request請求，并做好數據接收的準備，數據接收完成后，利用response將數據返回給用戶，鏈接重新進入連接池。如果連接池沒沒有空閑鏈接，則對連接池的容量進行檢查，看是否到達上限，如果沒有，則建立新鏈接，并將鏈接添加到連接池進行使用；反之，等待并輪詢，在有空閑鏈接的時候再對request進行處理。對每個request進行處理時，注意超時鏈接，如果存在，則重置鏈接，防止等待隊伍出現阻塞情況。

多數據源情況下，需要對NIO技術進行應用，比單數據源要復雜。如果仍采用單數據源處理方法，假如從n個數據源內，request需要獲得數據，采用串行處理方式，每個數據源花費時間為t，那么處理一個request就需要花費n×t的時間，花費的時間長是一方面，對處理性能也會產生極大影響。而Java1.4版本中，增加了NIO技術，對多數據源的并發請求可高效處理，NIO中配置Socket，在一個request處理中，可并發向多數據源同時發出請求，不需要逐一等待返還數據，在一個線程內即可完成。這種處理模式下，程序始終處于忙碌狀態，但不會由于某個數據源連接阻塞，導致整體性能受到影響。

2、Java網絡編程框架

2.1 Mina框架

基于Java NIO出現Mina網絡編程應用框架，Mina框架的應用，開發出的網絡應用程序擴展性好、高并發，且開發速度快捷、方便?，F階段，Mina的版本也比較多，Mina2.3中提供了Client封裝與Server封裝，Mina框架不管是在服務器端還是客戶端應用程序的開發中，都非常方便。Mina將網絡應用程序地層的數據傳輸與應用程序分開，開發人員不需要花大量時間處理底層邏輯，只需要專心對應用程序的業務邏輯進行研究即可。Mina也是在NIO技術基礎上實現的，屬于非阻塞通信的網絡編程框架，其不同之處子對對阻塞方式的請求也支持。Mina最主要的特點是業務應用邏輯與底層網絡通信邏輯分離，程序耦合性降低，這是很多應用框架所不具備的，并且是發展的一個方向。IoServer、IoHandler、IoSes?sion、IoFuture及IoFiter是Mina框架的核心，在整個框架中，這些因素具有重要作用。

2.2 Netty框架

Netty與Mina框架相同，都是基于NIO技術實現的Netty為異步網絡通訊框架，對服務器段與客戶端進行封裝。Channel、Buffer及Event是Netty框架的三個基本組成部分，在這三部分基礎上建立Netty所有的上層特性。Netty框架的組建中，對多種協議的特點進行了吸收，包含FTP、SMTP、HTTP等，通過設計，使Netty在網絡編程應用中效果非常理想。

2.3 Mina框架與Netty框架對比

兩種編程框架都表現的非常優秀，對兩種編程框架的學習，可使網絡編程效率明顯提高。Mina框架和Netty框架不僅僅是簡單的對Java NIO進行封裝，更重要的是為開發者提供了使用的平臺。兩種編程框架在實踐中都得到了驗證，能夠有效節約開發實踐，程序的擴展性與穩定性均比較理想。

Mina框架與Netty框架學習也比較簡單，但要將兩種編程框架強大的功能和豐富的特性完全發揮出來，是非常難的，一方面要對Java基礎牢固進行掌握，并對Java NIO機制深入理解，另一方面還要對框架本身進行深入研究，對源代碼認真分析閱讀，才能對整個框架真正的理解和有效的利用。雖然Mina框架與Netty框架比較類似，但各自均有自身獨特的特點，Mina在數據傳輸與接收性能方面較強大，擁有Filter機制，封裝數據程度高，在以數據傳輸為主要業務的服務器中應用效果較好，如FTP、文件共享等服務器中。而Netty框架在訪問性能上優于Mina框架，在高并發互聯網中Net?ty更適合飲用，如新媒體、社交網絡中的應用。因此，選擇何種編程框架，要與具體應用結合進行選擇。

3、結語

當前，互聯網的發展速度非常快，各種新應用不斷涌現，對于編程人員而言，要求不斷推出新產品。在這種情況下，對于IT從業人員來說，選擇成熟的模塊與框架，可以提高應用開發的速度。而Java的特性正好符合這一需求，其用于多種成熟的框架，而對于編程人員來說，需要對Java的性能廣泛了解，對其包含的不同框架，能夠合理進行選擇。

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