像NodeJS一样写Java(一)

六月过了将近2个星期了,马上要期末考试了,就没有多少心情去写一些自己感兴趣的东西了.这个模型是我很早就想去做的,因为网上吹捧NodeJS很过分.貌似到了膜拜的境地,虽然对JavaScript并不是很感冒,但作为圈子里的人,也是要看一下的.所以就有了前一篇文章《初识NodeJS》

其中,我就对NodeJS的事件机制有了兴趣,因为从来没有想过代码可以这样写,完全基于事件进行编写,虽然之前在写SWING,AWT等程序的时候,会有事件概念,但像NodeJS一样完全架构于事件只上的代码,确实没有编写过。

比如说,我们常见的读取文件的代码,如果是Java顺序读写,我们会这么写:

public static void main(String[] args) throws IOException {
    File file = new File("info.txt");
    BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(file));
    String data = "";
    while (!(data = reader.readLine()).equals("null")) {
        System.out.println(data);
        data = "";
    }
    reader.close();
}

但是,如果我们细看这段代码,如果需要你基于事件驱动进行编写,你会怎么去写?事件需要尽可能的细化,以至于可以在单线程环境下快速执行。也就是类似于操作系统中,时间片的大小选择。

我们可以从中看到几个可以确定的事件,比如说文件打开,文件准备完毕,读入一行数据,文件读取结束。所以基于这么几个事件,我们可以构建如下的伪代码:

task.on("open", new EventHandler() {
    @Override
    public void handle(EventObject event) {
        //打开文件
    }
});
task.on("next", new EventHandler() {
    @Override
    public void handle(EventObject event) {
        //读取一行文件,触发"ready"事件
        //触发"next"事件
        //如果出现文件末尾或读写错误则触发"close"事件
    }
});
task.on("ready", new EventHandler() {
    @Override
    public void handle(EventObject event) {
        //读写完毕
    }
});
task.on("close", new EventHandler() {
    @Override
    public void handle(EventObject event) {
        //资源回收
    }
});

所以,我们需要做的,就是编写一个可以运行上面代码的底层驱动驱动模块。我们姑且称之为NodeJave吧,这个框架主要借鉴的是自己实现一个基于事件驱动的单线程异步框架,但是,做了一定的修改,引入了异步任务的调度和事件结束之后的资源回收。

这个框架的核心在于TaskEventEmitterTaskManager两个类,前者主要是作为一个任务集的消息和handler对象的存储,后者主要负责对任务进行调度,当然,这边只是简单的一个阻塞链表,在没有任务的时候,让工作线程处于饥饿状态。

对于这段代码,我对他的分层设计表示佩服,写的真的很漂亮,以至于让我在后来进行改进的时候,受益匪浅。

但是,初看代码,很容易让人疑惑,特别是当PI和IO两个任务进行调度的时候,因为他们当中都有对”next”事件进行响应。

PITask中:

task.on("next", new EventHandler() {
    @Override
    public void handle(EventObject event) {
        int n = ((Integer) event.getArgs()[0]).intValue();
        double xn = Math.pow(-1, n - 1) / (2 * n - 1);
        task.emit("sum", xn);
    }
});

IOTask中:

task.on("next", new EventHandler() {
    @Override
    public void handle(EventObject event) {
        BufferedReader reader = (BufferedReader) event.getArgs()[0];
        try {
            String line = reader.readLine();
                if (line != null) {
                    task.emit("ready", line);
                    task.emit("next", reader);
                } else {
                    task.emit("close", task.getFileName());
                }
            } catch (IOException e) {
                task.emit(e.getClass().getName(), e, task.getFileName());
                try {
                    reader.close();
                    task.emit("close", task.getFileName());
                } catch (IOException e1) {
                    e1.printStackTrace(); 
                }
            }
        }
    }
});

那么,他们是怎么进行区分的?其实很简单,因为在EventObject类中,其中包括一个Source这一项,这个是用来标定消息发出者的信息的,所以,即是名称相同,也不会重复。代码中,进行消息生成的代码在TaskEventEmitter中,截取出来如下:

@Override
public void emit(final String eventName, final Object... args) {
    if (eventHandlerMap.containsKey(eventName)) {
        List<EventHandler> eventHandlerList = eventHandlerMap.get(eventName);
        for (final EventHandler handler : eventHandlerList) {
            executor.submit(new Task() {
                @Override
                public void execute() {
                    handler.handle(new EventObject(eventName, 
                                                   TaskEventEmitter.this,
                                                   args));
                }
            });
        }
    } else {
        System.out.println("No event handler listen this event: " + eventName);
        if (args[0] instanceof Exception) {
            ((Exception)args[0]).printStackTrace();
        }
    }
}

在这边,我们可以清楚的看到了那个EventObject的生成,因为每个TaskEventEmitter不同,从而导致了每个EventObject的不同。其次,每个任务集的消息都是存放在该任务集自己的HashMap中(即,所谓的IOTask,PITask虽然以Task结尾,但都是继承的TaskEventEmitter),更加不存在误读了。即:

abstract public class TaskEventEmitter implements Task, EventEmitter {
    // This is the core of the whole system, it stores the whole infomation
    // about the event and the handles
    private Map<String, List<EventHandler>> eventHandlerMap = null;

所以,如果我们执行作者提供的Demo,我们可以看到一个类似与NodeJS的执行效果,单线程异步!
效果如下:

image

其中,计算任务和IO任务交替进行。

但是,美中不足的是,这个框架存在着内存泄漏的问题,比如一个任务执行结束,并没有进行资源的释放。其次,没有任务调度的思考。这些优化,我将放在下一篇博客中进行讲解。

2 Replies to “像NodeJS一样写Java(一)”

    1. @ming:会的。如果真正异步的话,就需要使用NIO读文件的那一套。这边只是去模仿NodeJS的一个异步写法,提供一个可以将过程转换为事件驱动的框架。

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