java nio小结

根据网上的资料做些整理

Java NIO API详解

http://www.blogjava.net/19851985lili/articles/93524.html

这篇文章对nio的api讲解比较全，可以帮助在宏观上把握nio。

BIO 方式使得整个处理过程和连接是绑定的，只要连接建立，无论客户端是否有消息发送，都要进行等待处理，一定程度上浪费了服务器端的硬件资源，因此就有了NIO 方式。Java 对于 NIO 方式的支持是通过 Channel和 Selector 方式来实现，采用的方法为向 Channel注册感兴趣的事件，然后通过 Selector 来获取到发生了事件的 key，如发生了相应的事件，则进行相应的处理，否则则不做任何处理，是典型的Reactor 模式，按照这样的方式，就不用像 BIO 方式一样，即使在没有消息的情况下也需要占据一个线程来阻塞读取消息，从而提升服务器的使用效率， 为实现 TCP/IP+NIO 方式的系统间通讯， Java 提供了 SocketChannel和 ServerSocketChannel两个关键的类，网络 IO 的操作则改为通过ByteBuffer 来实现，具体的基于 java实现TCP/IP+NIO 方式的通讯的方法如下所示。

服务器端：

package com.flyoung;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
import java.nio.channels.SocketChannel;

public class NIOServer {
    /*标志数字*/
    private static int flag = 0;
    /*定义缓冲区大小*/
    private static int block = 4096;
    /*接收缓冲区*/
    private static ByteBuffer receiveBuffer = ByteBuffer.allocate(block);
    /*发送缓冲区*/
    private static ByteBuffer sendBuffer = ByteBuffer.allocate(block);
    /*定义Selector*/
    private Selector selector;
    
    public NIOServer(int port) throws IOException{
        //打开服务器套接字通道
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        //服务器配置为非阻塞
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        //检索与此服务器套接字通道关联的套接字
        ServerSocket serverSocket = serverSocketChannel.socket();
        //进行服务的绑定
        serverSocket.bind(new InetSocketAddress(port));
        //通过open()方法找到Selector
        selector = Selector.open();
        //注册到selector
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        System.out.println("Server Start -----8888:");
    }
    //监听
    public void listen() throws IOException{
        while(true){
            //监控所有注册的 channel ，当其中有注册的 IO 操作可以进行时，该函数返回，并将对应的 SelectionKey 加入 selected-key set
            selector.select();
            //Selected-key set 代表了所有通过 select() 方法监测到可以进行 IO 操作的 channel ，这个集合可以通过 selectedKeys() 拿到
            Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
            Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
            while(iterator.hasNext()){
                SelectionKey selectionKey = iterator.next();
                handleKey(selectionKey);
                iterator.remove();
            }
        }
        
    }
    //处理请求
    public void handleKey(SelectionKey selectionKey) throws IOException{
        //接受请求
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = null;
        SocketChannel socketChannel = null;
        String receiveText;
        String sendText;
        int count;
        //测试此键的通道是否准备好接受新的套接字连接
        if(selectionKey.isAcceptable()){
            //返回创建此键的通道
            serverSocketChannel = (ServerSocketChannel)selectionKey.channel();
            //接受客户端建立连接的请求，并返回 SocketChannel 对象
            socketChannel = serverSocketChannel.accept();
            //配置为非阻塞
            socketChannel.configureBlocking(false);
            //注册到selector
            socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
        }else if(selectionKey.isReadable()){
            //返回为之创建此键的通道
            socketChannel = (SocketChannel)selectionKey.channel();
            //将缓冲区清空，以备下次读取
            receiveBuffer.clear();
            //将发送来的数据读取到缓冲区
            
            count = socketChannel.read(receiveBuffer);
        
            
            if(count>0){
                receiveText = new String(receiveBuffer.array(),0,count);
                System.out.println("服务器端接受到的数据---"+receiveText);
                socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE);
            }
        }else if (selectionKey.isWritable()) {  
            //将缓冲区清空以备下次写入  
            sendBuffer.clear();  
            // 返回为之创建此键的通道。  
            socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();  
            sendText="message from server--" + flag++;  
            //向缓冲区中输入数据  
            sendBuffer.put(sendText.getBytes());  
             //将缓冲区各标志复位,因为向里面put了数据标志被改变要想从中读取数据发向服务器,就要复位  
            sendBuffer.flip();  
            //输出到通道  
            socketChannel.write(sendBuffer);  
            System.out.println("服务器端向客户端发送数据--："+sendText);  
            socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);  
        }  
        
    }
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        int port = 8888; 
        NIOServer server = new NIOServer(port);
        server.listen();
    }

}

客户端

package com.flyoung;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Set;

public class NIOClient {
    /*标识数字*/  
    private static int flag = 0;  
    /*缓冲区大小*/  
    private static int BLOCK = 4096;  
    /*接受数据缓冲区*/  
    private static ByteBuffer sendBuffer = ByteBuffer.allocate(BLOCK);  
    /*发送数据缓冲区*/  
    private static ByteBuffer receiveBuffer = ByteBuffer.allocate(BLOCK);  
    /*服务器端地址*/  
    private final static InetSocketAddress SERVER_ADDRESS = new InetSocketAddress(  
            "localhost", 8888);  
  
    public static void main(String[] args) throws IOException {  
        // 打开socket通道  
        SocketChannel clientChannel = SocketChannel.open();  
        // 设置为非阻塞方式  
        clientChannel.configureBlocking(false);  
        // 打开选择器  
        Selector selector = Selector.open();  
        // 注册连接服务端socket动作  
        clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);  
        // 连接  
        clientChannel.connect(SERVER_ADDRESS);  
    
        SocketChannel socketChannel;
        Set<SelectionKey> selectionKeys;    
        String receiveText;  
        String sendText;  
        int count=0;  
  
        while (true) {  
            //选择一组键，其相应的通道已为 I/O 操作准备就绪。  
            //监控所有注册的 channel ，当其中有注册的 IO 操作可以进行时，该函数返回，并将对应的 SelectionKey 加入 selected-key set 
            selector.select();  
            //返回此选择器的已选择键集。  
            selectionKeys = selector.selectedKeys();  
            //System.out.println(selectionKeys.size());  
            for(SelectionKey selectionKey:selectionKeys){ 
                //判断是否为建立连接的事件
                if (selectionKey.isConnectable()) {  
                    System.out.println("client connect");  
                    socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();  //
                    // 判断此通道上是否正在进行连接操作。  
                    // 完成套接字通道的连接过程。  
                    if (socketChannel.isConnectionPending()) { 
                        //完成连接的建立（TCP三次握手）
                        socketChannel.finishConnect();  
                        System.out.println("完成连接!");  
                        sendBuffer.clear();  
                        sendBuffer.put("Hello,Server".getBytes());  
                        sendBuffer.flip();  
                        socketChannel.write(sendBuffer);  
                    }  
                    socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);  
                } else if (selectionKey.isReadable()) {  
                    socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();  
                    //将缓冲区清空以备下次读取  
                    receiveBuffer.clear();  
                    //读取服务器发送来的数据到缓冲区中  
                    count=socketChannel.read(receiveBuffer);  
                    if(count>0){  
                        receiveText = new String( receiveBuffer.array(),0,count);  
                        System.out.println("客户端接受服务器端数据--:"+receiveText);  
                        socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE);  
                    }  
  
                } else if (selectionKey.isWritable()) {  
                    sendBuffer.clear();  
                    socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();  
                    sendText = "message from client--" + (flag++);  
                    sendBuffer.put(sendText.getBytes());  
                     //将缓冲区各标志复位,因为向里面put了数据标志被改变要想从中读取数据发向服务器,就要复位  
                    sendBuffer.flip();  
                    socketChannel.write(sendBuffer);  
                    System.out.println("客户端向服务器端发送数据--："+sendText);  
                    socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);  
                }  
            }  
            selectionKeys.clear();  
        }  
    }  
}

小结：之前对Selector注册事件和SocketChannel有点小困惑。SocketChannel就像一根水管，当监听到写事件时，就往管道写数据；当监听到读事件时，就从管道读出数据。