Java在高并发网络编程中的应用

鲁兆硕

南阳农业职业学院

Java在高并发网络编程中的应用

鲁兆硕

南阳农业职业学院

简单介绍目前多种编程语言，详细探讨Java NIO原理与应用，对Mina与Netty框架的原理与特性详细进行描述。

Java；网络编程；NIO技术；Mina；Netty

当前约有100余种常见编程语言，使用较多的有30多种，而Java在诸多编程语言中，很多时候排在首位。不同编程语言各有特点与优势，每种编程语言在产生的背景环境中，都可发挥出最佳效果。如C语言在系统级编程及底层程序编写中应用广泛；而C语言的延伸版C++则在较高程序的编写中提高了编写效率；PHP编程语言在Web应用的快速开发中应用效果显著。本文研究的Java编程语言则在网络编程中效果较好。现阶段，互联网的访问压力较大，如微博、搜索引擎、社交网络等，采用Java对高并发网络程序进行编写，效率与速度均比较理想。

1、基于Java的高并发编程架构的不同应用

当前，Java的不同版本功能也有所不同，如在1.4版本中，具有哦NIO相关的API，极大的提升了Java的网络编程能力。现阶段不联网中高并发应用主要包含两类：单数据源与多数据源，Java在这两种高并发模式下可选择不同的处理模式。

单数据源情况下，添加到request等待队列，只要队列长度不为零，则request按排列顺序依次处理，等待队列中的request通过连续池循环完成。在request取出后，在连接池内选择空闲链接，发送request请求，并做好数据接收的准备，数据接收完成后，利用response将数据返回给用户，链接重新进入连接池。如果连接池没没有空闲链接，则对连接池的容量进行检查，看是否到达上限，如果没有，则建立新链接，并将链接添加到连接池进行使用；反之，等待并轮询，在有空闲链接的时候再对request进行处理。对每个request进行处理时，注意超时链接，如果存在，则重置链接，防止等待队伍出现阻塞情况。

多数据源情况下，需要对NIO技术进行应用，比单数据源要复杂。如果仍采用单数据源处理方法，假如从n个数据源内，request需要获得数据，采用串行处理方式，每个数据源花费时间为t，那么处理一个request就需要花费n×t的时间，花费的时间长是一方面，对处理性能也会产生极大影响。而Java1.4版本中，增加了NIO技术，对多数据源的并发请求可高效处理，NIO中配置Socket，在一个request处理中，可并发向多数据源同时发出请求，不需要逐一等待返还数据，在一个线程内即可完成。这种处理模式下，程序始终处于忙碌状态，但不会由于某个数据源连接阻塞，导致整体性能受到影响。

2、Java网络编程框架

2.1 Mina框架

基于Java NIO出现Mina网络编程应用框架，Mina框架的应用，开发出的网络应用程序扩展性好、高并发，且开发速度快捷、方便。现阶段，Mina的版本也比较多，Mina2.3中提供了Client封装与Server封装，Mina框架不管是在服务器端还是客户端应用程序的开发中，都非常方便。Mina将网络应用程序地层的数据传输与应用程序分开，开发人员不需要花大量时间处理底层逻辑，只需要专心对应用程序的业务逻辑进行研究即可。Mina也是在NIO技术基础上实现的，属于非阻塞通信的网络编程框架，其不同之处子对对阻塞方式的请求也支持。Mina最主要的特点是业务应用逻辑与底层网络通信逻辑分离，程序耦合性降低，这是很多应用框架所不具备的，并且是发展的一个方向。IoServer、IoHandler、IoSes⁃sion、IoFuture及IoFiter是Mina框架的核心，在整个框架中，这些因素具有重要作用。

2.2 Netty框架

Netty与Mina框架相同，都是基于NIO技术实现的Netty为异步网络通讯框架，对服务器段与客户端进行封装。Channel、Buffer及Event是Netty框架的三个基本组成部分，在这三部分基础上建立Netty所有的上层特性。Netty框架的组建中，对多种协议的特点进行了吸收，包含FTP、SMTP、HTTP等，通过设计，使Netty在网络编程应用中效果非常理想。

2.3 Mina框架与Netty框架对比

两种编程框架都表现的非常优秀，对两种编程框架的学习，可使网络编程效率明显提高。Mina框架和Netty框架不仅仅是简单的对Java NIO进行封装，更重要的是为开发者提供了使用的平台。两种编程框架在实践中都得到了验证，能够有效节约开发实践，程序的扩展性与稳定性均比较理想。

Mina框架与Netty框架学习也比较简单，但要将两种编程框架强大的功能和丰富的特性完全发挥出来，是非常难的，一方面要对Java基础牢固进行掌握，并对Java NIO机制深入理解，另一方面还要对框架本身进行深入研究，对源代码认真分析阅读，才能对整个框架真正的理解和有效的利用。虽然Mina框架与Netty框架比较类似，但各自均有自身独特的特点，Mina在数据传输与接收性能方面较强大，拥有Filter机制，封装数据程度高，在以数据传输为主要业务的服务器中应用效果较好，如FTP、文件共享等服务器中。而Netty框架在访问性能上优于Mina框架，在高并发互联网中Net⁃ty更适合饮用，如新媒体、社交网络中的应用。因此，选择何种编程框架，要与具体应用结合进行选择。

3、结语

当前，互联网的发展速度非常快，各种新应用不断涌现，对于编程人员而言，要求不断推出新产品。在这种情况下，对于IT从业人员来说，选择成熟的模块与框架，可以提高应用开发的速度。而Java的特性正好符合这一需求，其用于多种成熟的框架，而对于编程人员来说，需要对Java的性能广泛了解，对其包含的不同框架，能够合理进行选择。

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