服务端:
public class NIOServer { private static final String HOST = "localhost"; private static final int PORT = 10086; public static void main(String[] args) { ServerSocketChannel serverSocketChannel = null; ServerSocket serverSocket = null; Selector selector = null; try { serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();//工厂方法创建ServerSocketChannel serverSocket = serverSocketChannel.socket(); //获取channel对应的ServerSocket serverSocket.bind(new InetSocketAddress(HOST, PORT)); //绑定地址 serverSocketChannel.configureBlocking(false); //设置ServerSocketChannel非阻塞模式 selector = Selector.open();//工厂方法创建Selector serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);//通道注册选择器,接受连接就绪状态。 while (true) {//循环检查 if (selector.select() == 0) {//阻塞检查,当有就绪状态发生,返回键集合 continue; } // if (selector.select(2000) == 0) { // //在等待信道准备的同时,也可以异步地执行其他任务, 这里打印* // System.out.print("*"); // continue; // } Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator(); //获取就绪键遍历对象。 while (it.hasNext()) { SelectionKey selectionKey = it.next(); //处理就绪状态 if (selectionKey.isAcceptable()) { ServerSocketChannel schannel = (ServerSocketChannel) selectionKey.channel();//只负责监听,阻塞,管理,不发送、接收数据 SocketChannel socketChannel = schannel.accept();//就绪后的操作,刚到达的socket句柄 if (null == socketChannel) { continue; } socketChannel.configureBlocking(false); socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); //告知选择器关心的通道,准备好读数据 } else if (selectionKey.isReadable()) { SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel(); ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(4 * 1024); System.out.println(socketChannel.getRemoteAddress()); int read = socketChannel.read(byteBuffer); if (read == -1) {//如果不关闭会一直产生isReadable这个消息 selectionKey.cancel(); socketChannel.close(); } else { StringBuilder result = new StringBuilder(); while (read > 0) {//确保读完 byteBuffer.flip(); result.append(new String(byteBuffer.array())); byteBuffer.clear();//每次清空 对应上面flip() read = socketChannel.read(byteBuffer); } System.out.println("server receive: " + result.toString()); socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE); } } else if (selectionKey.isWritable()) { SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel(); String sendStr = "server send data: " + Math.random(); ByteBuffer send = ByteBuffer.wrap(sendStr.getBytes()); while (send.hasRemaining()) { socketChannel.write(send); } socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); System.out.println(sendStr); } it.remove(); } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }
客户端:
public class NIOClient { public static void main(String[] args) throws Exception { SocketChannel clntChan = SocketChannel.open(); clntChan.configureBlocking(false); if (!clntChan.connect(new InetSocketAddress("localhost", 10086))) { //不断地轮询连接状态,直到完成连接 while (!clntChan.finishConnect()) { //在等待连接的时间里,可以执行其他任务,以充分发挥非阻塞IO的异步特性 //这里为了演示该方法的使用,只是一直打印"." System.out.print("."); } } //为了与后面打印的"."区别开来,这里输出换行符 System.out.print("\n"); //分别实例化用来读写的缓冲区 ByteBuffer writeBuf = ByteBuffer.wrap("send send send".getBytes()); ByteBuffer readBuf = ByteBuffer.allocate("send".getBytes().length - 1); while (writeBuf.hasRemaining()) { //如果用来向通道中写数据的缓冲区中还有剩余的字节,则继续将数据写入信道 clntChan.write(writeBuf); } Thread.sleep(10000); StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(); //如果read()接收到-1,表明服务端关闭,抛出异常 while ((clntChan.read(readBuf)) > 0) { readBuf.flip(); stringBuffer.append(new String(readBuf.array(), 0, readBuf.limit())); readBuf.clear(); } //打印出接收到的数据 System.out.println("Client Received: " + stringBuffer.toString()); //关闭信道 clntChan.close(); } }
注意当客户端断开socket的时候需要处理,不然服务端对应的channel会一直处于readable的状态,会造成死循环。
当客户端调用:clntChan.close();
这一句是正常关闭代码,它会传给服务端关闭的指令(也就是数据)。
而服务端的socketChannel.read(byteBuffer)=-1则代表收到这个关闭指令(数据),可以依据-1来关闭服务端的channel,不过仍有可能有问题,可能是客户端调用socketChannel.close()的时候,服务端这边的bytebuffer已经满了,那么num只能返回0而不能返回-1。具体该怎么写你应该根据你自己的业务来处理。
当socketChannel为阻塞方式时(默认就是阻塞方式)read函数,不会返回0,阻塞方式的socketChannel,若没有数据可读,或者缓冲区满了,就会阻塞,直到满足读的条件,所以一般阻塞方式的read是比较简单的,不过阻塞方式的socketChannel的问题也是显而易见的。这里我结合基于NIO 写ftp服务器调试过程中碰到的问题,总结一下非阻塞场景下的read碰到的问题。注意:这里的场景都是基于客户端以阻塞socket的方式发送数据。
1、read什么时候返回-1
read返回-1说明客户端的数据发送完毕,并且主动的close socket。所以在这种场景下,(服务器程序)你需要关闭socketChannel并且取消key,最好是退出当前函数。注意,这个时候服务端要是继续使用该socketChannel进行读操作的话,就会抛出“远程主机强迫关闭一个现有的连接”的IO异常。
2、read什么时候返回0
其实read返回0有3种情况,一是某一时刻socketChannel中当前(注意是当前)没有数据可以读,这时会返回0,其次是bytebuffer的position等于limit了,即bytebuffer的remaining等于0,这个时候也会返回0,最后一种情况就是客户端的数据发送完毕了(注意看后面的程序里有这样子的代码),这个时候客户端想获取服务端的反馈调用了recv函数,若服务端继续read,这个时候就会返回0。
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实际写代码过程中观察发现,如果客户端发送数据后不关闭channel,同时服务端收到数据后反倒再次发给客户端,那么此时客户端read方法永远返回0.
SelectionKey.OP_WRITE
当时有一个连接进来后,如果注册了SelectionKey.OP_WRITE消息,selectionKey.isWritable()会一直返回true知道写缓冲区写满。所以这点就值注册了SelectionKey.OP_READ.
其实,在大部分情况下,我们直接调用channel的write方法写数据就好了,没必要都用OP_WRITE事件。那么OP_WRITE事件主要是在什么情况下使用的了?
其实OP_WRITE事件主要是在发送缓冲区空间满的情况下使用的。如:
while (buffer.hasRemaining()) { int len = socketChannel.write(buffer); if (len == 0) { selectionKey.interestOps(selectionKey.interestOps() | SelectionKey.OP_WRITE); selector.wakeup(); break; } }
而且在写完后,一定要记得将OP_WRITE事件注销:
selectionKey.interestOps(sk.interestOps() & ~SelectionKey.OP_WRITE);
注意,这里在修改了interest之后调用了wakeup();方法是为了唤醒被堵塞的selector方法,这样当while中判断selector返回的是0时,会再次调用selector.select()。而selectionKey的interest是在每次selector.select()操作的时候注册到系统进行监听的,所以在selector.select()调用之后修改的interest需要在下一次selector.select()调用才会生效。
nio的select()的时候,只要数据通道允许写,每次select()返回的OP_WRITE都是true。所以在nio的写数据里面,我们在每次需要写数据之前把数据放到缓冲区,并且注册OP_WRITE,对selector进行wakeup(),这样这一轮select()发现有OP_WRITE之后,将缓冲区数据写入channel,清空缓冲区,并且反注册OP_WRITE,写数据完成。这里面需要注意的是,每个SocketChannel只对应一个SelectionKey,也就是说,在上述的注册和反注册OP_WRITE的时候,不是通过channel.register()和key.cancel()做到的,而是通过key.interestOps()做到的。
public void write(MessageSession session, ByteBuffer buffer) throws ClosedChannelException { SelectionKey key = session.key(); if((key.interestOps() & SelectionKey.OP_WRITE) == 0) { key.interestOps(key.interestOps() | SelectionKey.OP_WRITE); } try { writebuf.put(buffer); } catch(Exception e) { System.out.println("want put:"+buffer.remaining()+", left:"+writebuf.remaining()); e.printStackTrace(); } selector.wakeup(); }
while(true) { selector.select(); ..... if(key.isWritable()) { MessageSession session = (MessageSession)key.attachment(); //System.out.println("Select a write"); synchronized(session) { writebuf.flip(); SocketChannel channel = (SocketChannel)key.channel(); int count = channel.write(writebuf); //System.out.println("write "+count+" bytes"); writebuf.clear(); key.interestOps(SelectionKey.OP_READ); } } ...... }
要点一:不推荐直接写channel,而是通过缓存和attachment传入要写的数据,改变interestOps()来写数据;
要点二:每个channel只对应一个SelectionKey,所以,只能改变interestOps(),不能register()和cancel()。