smart_an的专栏

作者简介：大家好，我是码炫码哥，前中兴通讯、美团架构师，现任某互联网公司CTO，兼职码炫课堂主讲源码系列专题代表作：《jdk源码&多线程&高并发》，《深入tomcat源码解析》，《深入netty源码解析》，《深入dubbo源码解析》，《深入springboot源码解析》，《深入spring源码解析》，《深入redis源码解析》等联系qq：184480602，加我进群，大家一起学习，一起进步，一起对抗互联网寒冬。

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如果从 keys 数组中没有找到对应的 SelectionKey ，就需要调用方法来创建相对应的 SelectionKey。// 新建 SelectionKeyImpl 对象// 保存参数// 注册到 Selector// 加锁 publicKeys 后面再介绍// 关注操作return k;首先创建 SelectionKeyImpl 对象，该对象是 SelectionKey 的实现，然后调用。

在前一篇文章中码哥分析了 ServerSocketChannel 两种模式的缺点阻塞模式：所有阻塞方法都会引起线程的暂停，根本无法应用到业务中来非阻塞模式：CPU 一直在空转，浪费资源所以，如果是我们服务端单独使用 ServerSocketChannel 确实是很麻烦，典型的吃力不讨好。故而我们希望有一个组件能够统一管理我们的 Channel，这个组件就是选择器 Selector。

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前两篇文章我们分析了 Channel 及 FileChannel，这篇文章我们探究 SocketChannel的核心原理，毕竟下一个系列就是 **【死磕 Netty】**了。要想掌握 SocketChannel，我们就必须先了解什么是 Socket。要想解释清楚 Socket，就需要了解下 TCP/IP。注：本文重点在 SocketChannel，所以对 TCP和 Socket仅仅只做相关介绍，有兴趣的同学，麻烦自查专业资料。学过计算机网络的小伙伴知道，计算机网络是分层的，每层专注于一类事情。OSI 网路模

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上篇文章码哥分析了 Reactor模式，我们知道Reactor性能确实非常高，适合高并发场景，但是它依然存在一个问题，那就是它是同步IO。同步IO会有一个什么问题呢？同步IO需要线程自己等待内核准备好数据，在内核准备数据的过程中，当前线程是阻塞的，这样就会导致如果某个线程因为读取IO的时间过长（比如读取文件、写文件），则它势必会影响其他线程的执行。既然同步IO有缺陷，那我们是不是可以调整为异步IO呢？完全可以，这就是Proactor 模式。

读请求（read request）读解析（read decode）处理程序（process service）应答编码 （encode reply）发送应答（send reply）接下来，码哥就来分析解决这个问题的最佳实践。单线程模式对于很多小伙伴来说，最简单，最传统的方式就是一个方法来处理所有的请求，这种实现方式最简单，也是最保险的方式。

什么是IO？维基百科上面是这样解释的：I/O（英语：Input/Output），即输入／输出，通常指数据在存储器（内部和外部）或其他周边设备之间的输入和输出，是信息处理系统（例如计算机）与外部世界（可能是人类或另一信息处理系统）之间的通信。输入是系统接收的信号或数据，输出则是从其发送的信号或数据。这是IO一个完整的定义，不是特别好理解，要厘清IO这个概念，我们需要从如下两个视角来理解它。五种IO模型，层层递进，一个比一个性能高，当然模型的复杂度也一个比一个复杂。最后用一张图来总结下。

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今天，让我们一起来聊聊这些玩意。

到这里，你可能懵逼了，那这个CompletionStage定义了那么多方法，到底是干啥用的？异步线程又为何会回调它传入的函数接口的方法呢，BiConsumer#accept()明明不是Runnable#run()、Callable#call()呀！

学习多线程是为了提高任务执行效率，但多线程又引入了线程安全问题。所谓线程安全问题，可以简单地理解为数据不一致（与预期不一致）。什么时候可能出现线程安全问题呢？多线程环境有共享数据有多条语句操作共享数据/单条语句本身非原子操作（比如i++虽然是单条语句，但并非原子操作）比如线程A、B同时对int count进行+1操作（初始值假设为1），在一定的概率下两次操作最终结果可能为2，而不是3。那么加锁为什么能解决这个问题呢？

私以为造轮子几乎是最好的学习方式，甚至没有之一。不了解设计，就无法把握整体。没看过代码，就无法完善细节。另外，从创作者的角度来说，直接分析源码有时太困难了，代码太多，抽象层次太深。如果可以通过造轮子，把抽象层次减少一些，采用平铺直叙的方式呈现，那么读者理解起来也就更容易些。既然造轮子这么好，那就，拿来吧你。今天带大家造一个线程池。

线程池的初衷是屏蔽线程的创建、使用及调度(复用)等细节，让使用者通过简单的提交即可执行任务。基于这个设计思想，JDK设计了一个顶级接口：Executor [ɪɡˈzekjətər] （念作：乙哥贼Q特）它只定义了一个方法：execute() [ˈeksɪkjuːt] （念作：爱克seeQ特）正如方法注释所说的，execute()作为接口方法，并没有强制子类如何实现。// 搞一个Executor实例// 提交任务即可，其他细节它帮你搞定（屏蔽底层细节，分离线程类和任务类）r.run();

定义：针对同一个资源的操作有不同种类的线程。说人话就是：共享资源+多线程，最典型的例子就是锁和生产者消费者（关于锁，后面有专门的章节介绍，这里以生产者-消费者为例子讲解）。以现实生活为例。消费者和生产者就像两个线程，原本做着各自的事情，厂家管自己生产，消费者管自己买，一般情况下彼此互不影响。但当物资到达某个临界点时，就需要根据供需关系适当作出调整。当厂家做了一大堆东西，产能过剩时，应该暂停生产，扩大宣传，让消费者过来消费当消费者发现某个热销商品售罄，应该提醒厂家尽快生产。

为什么要介绍FutureTask呢？FutureTask为什么有意思呢？假设一个场景，要求设计一个方法，专门用来执行。这个需求的诡异之处在于：刚开始立即返回的result肯定不包含结果（毕竟耗时任务），但随后通过result.get()却又能得到结果！如果让我们从零开始实现这个需求，是比较困难的，好在JDK已经设计出FutureTask，它专门为这种场景而生。FutureTask就像个魔术盒，刚开始是空的，你抱着它走了几步，再打开时里面竟然出现了一个苹果，amazing！

多线程向来是面试的重灾区，它真的很难。一般来说，普通的开发人员很少有机会能直接写多线程，一般都是使用封装好的工具类或者JDK提供的API，但并不意味着我们可以不用了解多线程。今天我们再来强化一下多线程的基础知识。

2012年我刚转行到互联网，那年夏天我从传统通信行业跳槽到互联网行业。那是我成年后看的第一部国产动画片，可谓惊为天人。里面有所谓的八奇技，其中有一门绝技称为：术之尽头，炁体源流。虽然目前作者还没有揭开谜底，但从定义上来说，炁体源流大概有“追本溯源，回归本质”的含义。为什么扯这些呢？很多人学不好Java并发编程，恰恰是因为没有抓住本质。