Question

我是在线游戏的主要开发者。玩家使用通过TCP / IP（TCP，而不是UDP）连接到游戏服务器的特定客户端软件

目前，服务器的体系结构是一个经典的多线程服务器，每个连接有一个线程。但在高峰时段，当经常有300或400个连接人员时，服务器越来越滞后。

我想知道，如果通过切换到java.nio。*异步I / O模型，几乎没有线程管理许多连接，如果性能会更好。在Web上查找涵盖此类服务器体系结构基础知识的示例代码非常简单。然而，经过数小时的谷歌搜索，我没有找到一些更高级的问题的答案：

1 - 协议是基于文本的，而不是基于二进制的。客户端和服务器交换以UTF-8编码的文本行。单行文本表示单个命令，每行由\ n或\ r \ n正确终止。对于经典的多线程服务器，我有这样的代码：

public Connection (Socket sock) {
this.in = new BufferedReader( new InputStreamReader( sock.getInputStream(), "UTF-8" ));
this.out = new BufferedWriter( new OutputStreamWriter(sock.getOutputStream(), "UTF-8"));
new Thread(this) .start();
}

然后在运行中，使用readLine逐行读取数据。

在doc中，我发现了一个可以通过SocketChannel创建Reader的实用类Channels。但据说如果Channel处于非阻塞模式，生成的Reader将无法工作，这与非阻塞模式必须使用我愿意使用的高性能通道选择API的事实相矛盾。所以，我怀疑它不适合我想做的事情。因此，第一个问题如下：如果我不能使用它，如何有效和妥善地处理断行并使用缓冲区和通道将本机java字符串转换为nio API中的UTF-8编码数据？我是否必须手动使用get / put或者在包装的字节数组中？如何从ByteBuffer转到UTF-8编码的字符串？我承认不太了解如何在charset包中使用类以及如何使用它。

2 - 在异步/非阻塞I / O领域，连续读/写的处理本质上是一个接一个地顺序执行的呢？例如，登录过程，通常是基于质询 - 响应：服务器发送问题（特定计算），客户端发送响应，然后服务器检查客户端给出的响应。答案是，我认为，肯定不是要为整个登录过程发送一个单独的任务发送到工作线程，因为它很长，有很长时间冻结工作线程的风险（想象一下这个场景：10个池线程，10名玩家同时尝试连接;与已经在线的玩家相关的任务被延迟，直到一个线程再次准备好。）

3 - 如果两个不同的线程同时在同一个Channel上调用Channel.write（ByteBuffer）会发生什么？客户端可能会收到混合线吗？例如，如果一个线程发送“aaaaa”而另一个发送“bbbbb”，客户端是否可以收到“aaabbbbbaa”，或者我确保每个都是按编组顺序发送的？我可以在调用返回后立即修改使用的缓冲区吗？或者有不同的问题，我是否需要额外的同步来避免这种情况？如果我需要另外同步，如何知道何时释放锁定等等，写入完成后？我担心答案并不像在选择器中注册OP_WRITE那么简单。通过尝试，我注意到我始终为所有客户端提供了写就绪事件，提前退出Selector.select，因为每个客户端只有3或4条消息可以发送，而选择循环每秒执行数百次。所以，潜在的，积极的等待，非常糟糕。

4 - 多个线程可以同时在同一个选择器上调用Selector.select而不会出现任何并发问题，例如错过事件，安排它两次等等吗？

5 - 事实上，nio和它说的一样好吗？保持经典的多线程模型是否有趣，但不是每个连接创建一个线程，使用更少的线程并在连接上循环以使用InputStream.isAvailable查找数据可用性？这个想法愚蠢和/或效率低吗？

Answer 1

1）是的。我认为你需要编写自己的非阻塞readLine方法。另请注意，当缓冲区中有多行或者存在不完整的行时，可能会发出非阻塞读取信号：

示例:(首先阅读）

 USER foo
 PASS

（第二次阅读）

bar

在准备好处理足够的信息之前，您需要存储（参见2）未使用的数据。

 //channel was select for OP_READ
 read data from channel 
 prepend data from previous read
 split complete lines
 save incomplete line
 execute commands

2）您需要保持每个客户的状态。

    Map<SocketChannel,State> clients = new HashMap<SocketChannel,State>();

当频道连接时，put新鲜状态进入地图

    clients.put(channel,new State());

或将当前状态存储为SelectionKey的{{3}}。

然后，在执行每个命令时，更新状态。您可以将其编写为单片方法，或者做一些更奇特的事情，例如State的多态实现，其中每个状态都知道如何处理某些命令（例如LoginState期望USER和PASS，然后你改变将状态转换为新的AuthorizedState）。

3）我不记得每个通道使用NIO和许多异步写入器，但是文档说它是线程安全的（我不会详细说明，因为我没有证明这一点）。关于OP_WRITE，请注意，当写入缓冲区未满时，它会发出信号。换句话说，正如所说the attached object：OP_WRITE几乎总是准备就绪，即除了套接字发送缓冲区已满之外，所以你只会让你的Selector.select()方法无意识地旋转。

4）是的。 Selector.select()执行here。

5）我认为最困难的部分是从每个客户端架构的架构转换到不同的设计，其中读取和写入与处理分离。完成此操作后，使用通道比使用阻塞流以自己的方式工作更容易。

从经典的多线程到java.nio异步/非阻塞服务器

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