java 框架通过以下方式实现非阻塞式编程：servlet 容器使用 nio 技术处理请求，将请求放入队列中由工作线程池处理。异步 servlet 允许 servlet 以非阻塞方式处理请求，委托给异步线程池。vert.x 使用事件总线系统，允许组件以非阻塞方式通信处理请求。
Java 框架如何实现非阻塞式编程
非阻塞式编程是一种编程范式，允许应用程序响应事件（例如网络请求或文件 I/O 操作）而无需等待它们完成。通过将请求放入队列并由其他线程处理，Java 框架可以实现非阻塞式编程。这使得应用程序可以同时处理多个请求，从而提高了并发性。
如何使用 Java 框架实现非阻塞式编程
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Servlet 容器
Servlet 容器，例如 Apache Tomcat 和 Jetty，使用 NIO（非阻塞式 I/O） 技术来处理传入请求。NIO 使 Servlet 容器能够监视多个套接字，并将传入请求放入队列中，以便由工作线程池处理。
- // Servlet（使用 Servlet 3.1+ API）@WebServlet(urlPatterns = "/hello")public class HelloServlet extends HttpServlet { @Override protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) { // 处理请求 // ... }}
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Java EE 异步 Servlet
Java EE 异步 Servlet 是 Servlet 3.1+ 的一个特性，它允许 servlet 以非阻塞方式处理请求。通过调用 AsyncContext#start() 方法，servlet 可以将请求委派给一个异步线程池。异步线程池将处理请求，而 servlet 线程可以继续接受其他请求。
- // 异步 Servlet（使用 Servlet 3.1+ API）@WebServlet(urlPatterns = "/hello")public class HelloAsyncServlet extends HttpServlet { @Override protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) { AsyncContext asyncContext = req.startAsync(); // 异步处理请求，并在完成时调用 onComplete() 方法 asyncContext.addListener(new AsyncListener() { @Override public void onComplete(AsyncEvent event) { // 完成后处理 } }); // 启动异步线程，处理请求 asyncContext.start(new Runnable() { @Override public void run() { // 处理请求 // ... asyncContext.complete(); // 完成后通知 servlet 线程 } }); }}
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Vert.x
Vert.x 是一个流行的异步编程框架。它使用事件总线来处理传入请求。事件总线是一个基于消息的系统，它允许组件（如 HTTP 服务器、数据库或文件系统）以非阻塞方式进行通信。
- // Vert.x HTTP 请求处理import io.vertx.core.Vertx;import io.vertx.core.http.HttpServer;public class VertxHttpServer { public static void main(String[] args) { Vertx vertx = Vertx.vertx(); HttpServer server = vertx.createHttpServer(); server.requestHandler(req -> { // 处理请求 // ... }); server.listen(8080); }}
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实战案例
使用 Servlet 容器来构建一个简单的 Web 服务器
- import javax.servlet.ServletException;import javax.servlet.annotation.WebServlet;import javax.servlet.http.HttpServlet;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;import javax.servlet.http.HttpServletResponse;import java.io.IOException;@WebServlet(urlPatterns = "/hello")public class HelloServlet extends HttpServlet { @Override protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { resp.getWriter().write("Hello World!"); }}
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使用 Vert.x 来构建一个简单的聊天服务器
- import io.vertx.core.Vertx;import io.vertx.core.VertxOptions;import io.vertx.core.http.HttpServer;import io.vertx.core.http.HttpServerOptions;import io.vertx.core.http.WebsocketServerOptions;public class VertxChatServer { public static void main(String[] args) { // 启用 TCP_NODELAY 选项以提高网络性能 VertxOptions options = new VertxOptions().setTcpSendBufferSize(16384).setReceiveBufferSize(16384).setTcpNodelay(true); Vertx vertx = Vertx.vertx(options); // 配置 Websocket 服务器选项 WebsocketServerOptions websocketOptions = new WebsocketServerOptions().setIdleTimeout(0); // 配置 HTTP 服务器选项 HttpServerOptions serverOptions = new HttpServerOptions().setUsePooledBuffers(true).setCompressionSupported(true).setCompressedMimeType("text/html;charset=utf-8"); // 创建 HTTP 服务器 vertx.createHttpServer(serverOptions).websocketHandler(websocket -> { // 处理 websocket 消息 }).listen(8080); }}
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