java 异步机制与同步机制的区别

所谓异步输入输出机制，是指在进行输入输出处理时，不必等到输入输出处理完毕才返回。所以异步的同义语是非阻塞（None Blocking）。

举个例子：普通B/S模式（同步）AJAX技术（异步）  
同步：提交请求->等待服务器处理->处理完毕返回，这个期间客户端浏览器不能干任何事  
异步: 请求通过事件触发->服务器处理（这是浏览器仍然可以作其他事情）->处理完毕

同步就是你叫我去吃饭，我听到了就和你去吃饭；如果没有听到，你就不停的叫，直到我告诉你听到了，才一起去吃饭。  

异步就是你叫我去吃饭，然后自己去吃饭，我得到消息后可能立即走，也可能等到下班才去吃饭。  

所以，要我请你吃饭就用同步的方法，要请我吃饭就用异步的方法，这样你可以省钱。

以通讯为例  
同步:发送一个请求,等待返回,然后再发送下一个请求  
异步:发送一个请求,不等待返回,随时可以再发送下一个请求  
并发:同时发送多个请求

下面再转一段关于java异步应用的文章

 用异步输入输出流编写Socket进程通信程序

    在Merlin中加入了用于实现异步输入输出机制的应用程序接口包：java.nio（新的输入输出包，定义了很多基本类型缓冲(Buffer)）， java.nio.channels(通道及选择器等，用于异步输入输出)，java.nio.charset（字符的编码解码）。通道 (Channel)首先在选择器(Selector)中注册自己感兴趣的事件，当相应的事件发生时，选择器便通过选择键(SelectionKey)通知已注册的通道。然后通道将需要处理的信息，通过缓冲（Buffer）打包，编码/解码,完成输入输出控制。

   通道介绍

    这里主要介绍ServerSocketChannel和 SocketChannel.它们都是可选择的(selectable)通道，分别可以工作在同步和异步两种方式下（注意，这里的可选择不是指可以选择两种工作方式，而是指可以有选择的注册自己感兴趣的事件）。可以用channel.configureBlocking(Boolean )来设置其工作方式。与以前版本的API相比较，ServerSocketChannel就相当于ServerSocket (ServerSocketChannel封装了ServerSocket),而SocketChannel就相当于Socket （SocketChannel封装了Socket）。当通道工作在同步方式时，编程方法与以前的基本相似，这里主要介绍异步工作方式。

所谓异步输入输出机制，是指在进行输入输出处理时，不必等到输入输出处理完毕才返回。所以异步的同义语是非阻塞（None Blocking）。在服务器端，ServerSocketChannel通过静态函数open()返回一个实例serverChl。然后该通道调用 serverChl.socket().bind()绑定到服务器某端口，并调用register（Selector sel, SelectionKey.OP_ACCEPT）注册OP_ACCEPT事件到一个选择器中（ServerSocketChannel只可以注册 OP_ACCEPT事件）。当有客户请求连接时，选择器就会通知该通道有客户连接请求，就可以进行相应的输入输出控制了；在客户端，clientChl实例注册自己感兴趣的事件后（可以是OP_CONNECT,OP_READ,OP_WRITE的组合），调用clientChl.connect (InetSocketAddress )连接服务器然后进行相应处理。注意，这里的连接是异步的，即会立即返回而继续执行后面的代码。

选择器和选择键介绍：

    选择器（Selector）的作用是：将通道感兴趣的事件放入队列中，而不是马上提交给应用程序，等已注册的通道自己来请求处理这些事件。换句话说，就是选择器将会随时报告已经准备好了的通道，而且是按照先进先出的顺序。那么，选择器是通过什么来报告的呢？选择键(SelectionKey)。选择键的作用就是表明哪个通道已经做好了准备，准备干什么。你也许马上会想到，那一定是已注册的通道感兴趣的事件。不错，例如对于服务器端serverChl来说，可以调用key.isAcceptable()来通知serverChl有客户端连接请求。相应的函数还有： SelectionKey.isReadable(),SelectionKey.isWritable()。一般的，在一个循环中轮询感兴趣的事件（具体可参照下面的代码）。如果选择器中尚无通道已注册事件发生，调用Selector.select()将阻塞，直到有事件发生为止。另外，可以调用 selectNow()或者select(long timeout)。前者立即返回，没有事件时返回0值；后者等待timeout时间后返回。一个选择器最多可以同时被63个通道一起注册使用。

应用实例

    下面是用异步输入输出机制实现的客户/服务器实例程序服务度程序清单1（限于篇幅，只给出了服务器端实现，读者可以参照着实现客户端代码）：

package com.stone.TbuYbuDemo;import java.io.IOException;import java.net.InetAddress;import java.net.InetSocketAddress;import java.net.Socket;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.CharBuffer;import java.nio.channels.SelectableChannel;import java.nio.channels.SelectionKey;import java.nio.channels.Selector;import java.nio.channels.ServerSocketChannel;import java.nio.channels.SocketChannel;import java.nio.charset.CharacterCodingException;import java.nio.charset.Charset;import java.nio.charset.CharsetDecoder;import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.Set;//异步调用服务@SuppressWarnings("rawtypes")public class NBlockingServer {int port = 8000;int BUFFERSIZE = 1024;Selector selector = null;ServerSocketChannel serverChannel = null;HashMap clientChannelMap = null;// 用来存放每一个客户连接对应的套接字和通道@SuppressWarnings("rawtypes")public NBlockingServer(int port) {this.clientChannelMap = new HashMap();this.port = port;}// 初始化，分别实例化一个选择器，一个服务器端可选择通道public void initialize() throws IOException {this.selector = Selector.open();this.serverChannel = ServerSocketChannel.open();this.serverChannel.configureBlocking(false);InetAddress localhost = InetAddress.getLocalHost();InetSocketAddress isa = new InetSocketAddress(localhost, this.port);this.serverChannel.socket().bind(isa);// 将该套接字绑定到服务器某一可用端口}// 结束时释放资源public void finalize() throws IOException {this.serverChannel.close();this.selector.close();}// 将读入字节缓冲的信息解码public String decode(ByteBuffer byteBuffer) throws CharacterCodingException {Charset charset = Charset.forName("ISO-8859-1");CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();CharBuffer charBuffer = decoder.decode(byteBuffer);String result = charBuffer.toString();return result;}// 监听端口，当通道准备好时进行相应操作@SuppressWarnings("unchecked")public void portListening() throws IOException, InterruptedException {// 服务器端通道注册OP_ACCEPT事件SelectionKey acceptKey = this.serverChannel.register(this.selector,SelectionKey.OP_ACCEPT);// 当有已注册的事件发生时,select()返回值将大于0while (acceptKey.selector().select() > 0) {System.out.println("event happened");Set readyKeys = this.selector.selectedKeys();// 取得所有已经准备好的所有选择键Iterator i = readyKeys.iterator();// 使用迭代器对选择键进行轮询while (i.hasNext()) {SelectionKey key = (SelectionKey)i.next();i.remove();// 删除当前将要处理的选择键if ( key.isAcceptable() ) {//如果是有客户端连接请求                    System.out.println("more client connect in!");                    ServerSocketChannel nextReady =(ServerSocketChannel)key.channel();                    //获取客户端套接字                    Socket s = nextReady.accept(); s.getChannel().configureBlocking(false);// 设置对应的通道为异步方式并注册感兴趣事件SelectionKey readWriteKey = s.getChannel().register(this.selector,SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);// 将注册的事件与该套接字联系起来readWriteKey.attach(s);// 将当前建立连接的客户端套接字及对应的通道存放在哈希表//clientChannelMap中this.clientChannelMap.put(s,new ClientChInstance(s.getChannel()));} else if (key.isReadable()) {// 如果是通道读准备好事件System.out.println("Readable");// 取得选择键对应的通道和套接字SelectableChannel nextReady = (SelectableChannel) key.channel();Socket socket = (Socket) key.attachment();// 处理该事件，处理方法已封装在类ClientChInstance中this.readFromChannel(socket.getChannel(),(ClientChInstance) this.clientChannelMap.get(socket));} else if (key.isWritable()) {// 如果是通道写准备好事件System.out.println("writeable");// 取得套接字后处理，方法同上Socket socket = (Socket) key.attachment();SocketChannel channel = (SocketChannel) socket.getChannel();this.writeToChannel(channel, "This is from server!");}}}}// 对通道的写操作@SuppressWarnings("unused")public void writeToChannel(SocketChannel channel, String message)throws IOException {ByteBuffer buf = ByteBuffer.wrap(message.getBytes());int nbytes = channel.write(buf);}// 对通道的读操作@SuppressWarnings("unused")public void readFromChannel(SocketChannel channel,ClientChInstance clientInstance) throws IOException,InterruptedException {ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(BUFFERSIZE);int nbytes = channel.read(byteBuffer);byteBuffer.flip();String result = this.decode(byteBuffer);// 当客户端发出”@exit”退出命令时，关闭其通道if (result.indexOf("@exit") >= 0) {channel.close();} else {clientInstance.append(result.toString());// 读入一行完毕，执行相应操作if (result.indexOf("\n") >= 0) {System.out.println("client input" + result);clientInstance.execute();}}}// 该类封装了怎样对客户端的通道进行操作，具体实现可以通过重载execute()方法public class ClientChInstance {SocketChannel channel;StringBuffer buffer = new StringBuffer();public ClientChInstance(SocketChannel channel) {this.channel = channel;}public void execute() throws IOException {String message = "This is response after reading from channel!";writeToChannel(this.channel, message);buffer = new StringBuffer();}// 当一行没有结束时，将当前字窜置于缓冲尾public void append(String values) {buffer.append(values);}}// 主程序public static void main(String[] args) {NBlockingServer nbServer = new NBlockingServer(8000);try {nbServer.initialize();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();System.exit(-1);}try {nbServer.portListening();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}

小结

从以上程序段可以看出，服务器端没有引入多余线程就完成了多客户的客户/服务器模式。该程序中使用了回调模式(CALLBACK)，细心的读者应该早就看出来了。需要注意的是，请不要将原来的输入输出包与新加入的输入输出包混用，因为出于一些原因的考虑，这两个包并不兼容。即使用通道时请使用缓冲完成输入输出控制。该程序在Windows2000,J2SE1.4下，用telnet测试成功。