Java Socket编程（五）NIO
一、服务器端的处理模式
1.迭代服务器
服务器只有处理完了当前用户的请求后，才会处理下一请求，因此是
迭代式的，在同一线程内处理。
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
while(true) {
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
...
}
2.一客户一线程
对每个连接的客户端都新建一个线程来处理它的请求。这种处理方式
的缺点很明显，当创建出来的同时运行的线程过多时，操作系统大量
时间都耗费在线程的切换和状态维护上，而非线程内的请求处理。
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
while(true) {
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
new HandlerThread(clientSocket).start();
...
}
3.线程池
使用固定数目的线程来监听请求，或者使用JDK的Executor线程池。相比
前面两种方法，这种处理方式在并发与性能之间达到了一个平衡，但是
它也是有自身的缺点，具体见后文的描述。
final ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
for (int i = 0; i < poolSize; i++) {
new Thread() {
public void run() {
while (true) {
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
...
}
}
}.start();
}
4.缺点
类似上述这些基于阻塞式Socket和多线程的处理方式都有很大的缺点：
1.线程池的大小限制了系统可以同时服务的客户端总数。
2.如果想要保证某些连接优先获得服务，线程就很难做到。
3.如果这些线程需要读写共享的资源的话，还需要锁或其他互斥机制来同步。
二、NIO中的Select机制
通过NIO，我们可以很方便地在Java中实现Select机制。Select机制比上述的
处理方式好在哪呢？
首先，在Select机制中，我们不需要许多的线程来应对无数客户端的请求。我们
通过一次select()调用可以得到一组客户端，而这些客户端都是准备好读写的，
因此在后续的读写操作都是非阻塞的。所以这一组准备就绪的客户端读写请求就
都交给一个Selector类来处理了，完全的单线程，没有了上面的那些缺点！
此外，定长的Buffer缓冲类替代了流的概念，所以NIO里没有了输入输出流的身影，
而是将数据保存到Buffer对象中后，直接写入到Channel中。读取时，也是直接从
Channel中读取出Buffer。
public class TCPNonblockingClientTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
SocketChannel channel = SocketChannel.open();
channel.configureBlocking(false);
if (!channel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 1234))) {
while (!channel.finishConnect())
System.out.print(".");
System.out.println();
}
String message = "helloselector";
ByteBuffer writeBuf = ByteBuffer.wrap(message.getBytes());
ByteBuffer readBuf = ByteBuffer.allocate(message.length());
int totalBytesRcvd = 0;
int bytesRcvd;
while (totalBytesRcvd < message.length()) {
if (writeBuf.hasRemaining())
channel.write(writeBuf);
if ((bytesRcvd = channel.read(readBuf)) == -1)
throw new SocketException("Connection closed");
totalBytesRcvd += bytesRcvd;
System.out.print(".");
}
System.out.println("Received: " + new String(readBuf.array(), 0, totalBytesRcvd));
channel.close();
}
}public class TCPSelectorServerTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Selector selector = Selector.open();
int[] ports = { 1234, 5678 };
for (int port : ports) {
ServerSocketChannel listenChannel = ServerSocketChannel.open();
listenChannel.socket().bind(new InetSocketAddress("localhost", port));
listenChannel.configureBlocking(false);
listenChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
}
while (true) {
if (selector.select(3000) == 0) {
System.out.print(".");
continue;
}
Iterator<SelectionKey> keyIter = selector.selectedKeys().iterator();
while (keyIter.hasNext()) {
SelectionKey key = keyIter.next();
if (key.isAcceptable()) {
SocketChannel clientChannel = ((ServerSocketChannel) key.channel()).accept();
clientChannel.configureBlocking(false);
clientChannel.register(key.selector(), SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(32));
}
if (key.isReadable()) {
SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel();
ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();
long bytesRead = clientChannel.read(buffer);
if (bytesRead == -1)
clientChannel.close();
else
key.interestOps(SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);
}
if (key.isValid() && key.isWritable()) {
ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();
buffer.flip();
SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel();
clientChannel.write(buffer);
// No left, no longer interest in write
if (!buffer.hasRemaining())
key.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
buffer.compact();
}
keyIter.remove();
}
}
}
}
