架构师养成记--18.NIO

有人叫new IO 我这里就叫Non-block IO

经典概念：

Buffer（缓冲区）：之前直接通过流，现在提供一个buffer存放数据。

Channel：管道，包括ServerSocketChannel和SocketChannel

Selecor（选择器、多路复用器）：SocketChannel注册到选择器上，轮询selector上的所有socketChannel ，根据通道的状态来执行相关操作。通道有链接状态、阻塞状态、可读状态、可写状态（Connect、Accept、Read、Write）。

 

Buffer：

和原来的IO的一个重要区别，面向流到面向缓冲区的转变。ByteBuffer、CharBuffer、ShortBuffer、IntBuffer、LongBuffer、FloatBuffer、DoubleBuffer

pos位置、limit长度、cap容量

朝pos装一个元素，pos增加1，get(Index)时pos时不发生变化的。所以在每批put后要flit()一下。put(value)和get()都会让pos发生递增。

IntBuffer.wrap(arr)可以将Int数组转换成IntBuffer，wrap方法影响limit；

put(arr)不影响limit;

buffer1.position(1);

buffer1.duplicate()复制；

Buffer1.remaining()可读长度；

 

Channel：

通道是双向的，SocketChannel、ServerSocketChannel，Selector不断轮询通道的状态，一旦有通道数据准备好了，selector就把这个通道拿出来（通过key可以拿出来）。

selector：

特别强调selector，理论上讲selector可以负责超大数据量的Channel，没有限制多少个客户端，因为只有一个线程在轮询Channel，也用epoll代替传统的select。

但是还是同步的，因为读写操作还是通过java代码实现的。

 

客户端：

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.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;

public class Server implements Runnable{
    //1 多路复用器（管理所有的通道）
    private Selector seletor;
    //2 建立缓冲区
    private ByteBuffer readBuf = ByteBuffer.allocate(1024);
    //3 
    private ByteBuffer writeBuf = ByteBuffer.allocate(1024);
    public Server(int port){
        try {
            //1 打开路复用器
            this.seletor = Selector.open();
            //2 打开服务器通道
            ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
            //3 设置服务器通道为非阻塞模式
            ssc.configureBlocking(false);
            //4 绑定地址
            ssc.bind(new InetSocketAddress(port));
            //5 把服务器通道注册到多路复用器上，并且监听阻塞事件
            ssc.register(this.seletor, SelectionKey.OP_ACCEPT);
            
            System.out.println("Server start, port :" + port);
            
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            try {
                //1 必须要让多路复用器开始监听
                this.seletor.select();
                //2 返回多路复用器已经选择的结果集
                Iterator<SelectionKey> keys = this.seletor.selectedKeys().iterator();
                //3 进行遍历
                while(keys.hasNext()){
                    //4 获取一个选择的元素
                    SelectionKey key = keys.next();
                    //5 直接从容器中移除就可以了
                    keys.remove();
                    //6 如果是有效的
                    if(key.isValid()){
                        //7 如果为阻塞状态
                        if(key.isAcceptable()){
                            this.accept(key);
                        }
                        //8 如果为可读状态
                        if(key.isReadable()){
                            this.read(key);
                        }
                        //9 写数据
                        if(key.isWritable()){
                            //this.write(key); //ssc
                        }
                    }
                    
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
    private void write(SelectionKey key){
        //ServerSocketChannel ssc =  (ServerSocketChannel) key.channel();
        //ssc.register(this.seletor, SelectionKey.OP_WRITE);
    }

    private void read(SelectionKey key) {
        try {
            //1 清空缓冲区旧的数据
            this.readBuf.clear();
            //2 获取之前注册的socket通道对象
            SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
            //3 读取数据
            int count = sc.read(this.readBuf);
            //4 如果没有数据
            if(count == -1){
                key.channel().close();
                key.cancel();
                return;
            }
            //5 有数据则进行读取 读取之前需要进行复位方法(把position 和limit进行复位)
            this.readBuf.flip();
            //6 根据缓冲区的数据长度创建相应大小的byte数组，接收缓冲区的数据
            byte[] bytes = new byte[this.readBuf.remaining()];
            //7 接收缓冲区数据
            this.readBuf.get(bytes);
            //8 打印结果
            String body = new String(bytes).trim();
            System.out.println("Server : " + body);
            
            // 9..可以写回给客户端数据 
            
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
    }

    private void accept(SelectionKey key) {
        try {
            //1 获取服务通道
            ServerSocketChannel ssc =  (ServerSocketChannel) key.channel();
            //2 执行阻塞方法
            SocketChannel sc = ssc.accept();
            //3 设置阻塞模式
            sc.configureBlocking(false);
            //4 注册到多路复用器上，并设置读取标识
            sc.register(this.seletor, SelectionKey.OP_READ);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        
        new Thread(new Server(8765)).start();;
    }
    
    
}

 

客户端：

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SocketChannel;

public class Client {

    //需要一个Selector 
    public static void main(String[] args) {
        
        //创建连接的地址
        InetSocketAddress address = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8765);
        
        //声明连接通道
        SocketChannel sc = null;
        
        //建立缓冲区
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        
        try {
            //打开通道
            sc = SocketChannel.open();
            //进行连接
            sc.connect(address);
            
            while(true){
                //定义一个字节数组，然后使用系统录入功能：
                byte[] bytes = new byte[1024];
                System.in.read(bytes);
                
                //把数据放到缓冲区中
                buf.put(bytes);
                //对缓冲区进行复位
                buf.flip();
                //写出数据
                sc.write(buf);
                //清空缓冲区数据
                buf.clear();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(sc != null){
                try {
                    sc.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        
    }
    
}