NIO网络编程非阻塞

1、原理分析

NIO

非阻塞网络编程相关的(

Selector

、

SelectionKey

、

ServerScoketChannel

和

SocketChannel

) 关系梳理图:

对上图的说明:

• 当客户端连接时，会通过

  ServerSocketChannel

  得到

  SocketChannel

  ;

• Selector

  进行监听

  select

  方法, 返回有事件发生的通道的个数;

• 将

  socketChannel

  注册到

  Selector

  上,

  register(Selector sel, int ops)

  , 一个

  selector

  上可以注册多个

  SocketChannel

  ;

• 注册后返回一个

  SelectionKey

  , 会和该

  Selector

  关联(集合);

• 进一步得到各个

  SelectionKey

  (有事件发生);

• 在通过

  SelectionKey

  反向获取

  SocketChannel

  , 方法

  channel()

  ;

• 可以通过 得到的

  channel

  , 完成业务处理.

2、案例

服务器端：

package com.dult;import java.net.InetSocketAddress;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.*;import java.util.Iterator;import java.util.Set;public class NIOServer {public static void main(String[] args) throws Exception{//创建 ServerSocketChannel -> ServerSocketServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();//得到一个 Selecor 对象Selector selector = Selector.open();//绑定一个端口 6666, 在服务器端监听serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(6666));//设置为非阻塞serverSocketChannel.configureBlocking(false);//把 serverSocketChannel 注册到 selector 关心 事件为 OP_ACCEPTserverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);//循环等待客户端连接while (true) {//这里我们等待 1 秒，如果没有事件发生, 返回if(selector.select(1000) == 0) { //没有事件发生System.out.println(\"服务器等待了 1 秒，无连接\");continue;}//如果返回的>0, 就获取到相关的 selectionKey 集合//1.如果返回的>0， 表示已经获取到关注的事件//2. selector.selectedKeys() 返回关注事件的集合// 通过 selectionKeys 反向获取通道Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();//遍历 Set<SelectionKey>, 使用迭代器遍历Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectionKeys.iterator();while (keyIterator.hasNext()) {//获取到 SelectionKeySelectionKey key = keyIterator.next();//根据 key 对应的通道发生的事件做相应处理if(key.isAcceptable()) { //如果是 OP_ACCEPT, 有新的客户端连接//该该客户端生成一个 SocketChannelSocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();System.out.println(\" 客 户 端 连 接 成 功 生 成 了 一 个 socketChannel \" +socketChannel.hashCode());//将 SocketChannel 设置为非阻塞socketChannel.configureBlocking(false);//将 socketChannel 注册到 selector, 关注事件为 OP_READ， 同时给 socketChannel//关联一个 BuffersocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024));}if(key.isReadable()) { //发生 OP_READ//通过 key 反向获取到对应 channelSocketChannel channel = (SocketChannel)key.channel();//获取到该 channel 关联的 bufferByteBuffer buffer = (ByteBuffer)key.attachment();channel.read(buffer);System.out.println(\"form 客户端 \" + new String(buffer.array()));}//手动从集合中移动当前的 selectionKey, 防止重复操作keyIterator.remove();}}}}

客户端：

package com.dult;import java.net.InetSocketAddress;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.SocketChannel;public class NIOClient {public static void main(String[] args) throws Exception {//得到一个网络通道SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();//设置非阻塞socketChannel.configureBlocking(false);//提供服务器端的 ip 和 端口InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress(\"127.0.0.1\", 6666);//连接服务器if (!socketChannel.connect(inetSocketAddress)) {while (!socketChannel.finishConnect()) {System.out.println(\"因为连接需要时间，客户端不会阻塞，可以做其它工作..\");}}//...如果连接成功，就发送数据String str = \"hello, 好久不见~\";//Wraps a byte array into a bufferByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(str.getBytes());//发送数据，将 buffer 数据写入 channelsocketChannel.write(buffer);System.in.read();}}

3、

SelectionKey

SelectionKey

，表示

Selector

和网络通道的注册关系, 共四种:

• int OP_ACCEPT

  ：有新的网络连接可以

  accept

  ，值为

  16

• int OP_CONNECT

  ：代表连接已经建立，值为

  8

• int OP_READ

  ：代表读操作，值为

  1

• int OP_WRITE

  ：代表写操作，值为

  4

源码中：

public static final int OP_READ = 1 << 0;public static final int OP_WRITE = 1 << 2;public static final int OP_CONNECT = 1 << 3;public static final int OP_ACCEPT = 1 << 4;

SelectionKey

相关方法:

public abstract class SelectionKey {public abstract Selector selector();//得到与之关联的 Selector 对象public abstract SelectableChannel channel();//得到与之关联的通道public final Object attachment();//得到与之关联的共享数据public abstract SelectionKey interestOps(int ops);//设置或改变监听事件public final boolean isAcceptable();//是否可以 acceptpublic final boolean isReadable();//是否可以读public final boolean isWritable();//是否可以写}

4、

ServerSocketChannel

ServerSocketChannel

在服务器端监听新的客户端**

Socket

**连接

相关方法如下：

public abstract class ServerSocketChannel extends AbstractSelectableChannel implements NetworkChannel{public static ServerSocketChannel open();//得到一个 ServerSocketChannel 通道public final ServerSocketChannel bind(SocketAddress local)，设置服务器端端口号public final SelectableChannel configureBlocking(boolean block);//设置阻塞或非阻塞模式，取值 false 表示采用非阻塞模式public SocketChannel accept();//接受一个连接，返回代表这个连接的通道对象public final SelectionKey register(Selector sel, int ops);//注册一个选择器并设置监听事件}

5、

SocketChannel

SocketChannel

，网络

IO

通道，具体负责进行读写操作。

NIO

把缓冲区的数据写入通道，或者把通道里的数据读到缓冲区。

相关方法如下：

public abstract class SocketChannel extends AbstractSelectableChannel implements ByteChannel, ScatteringByteChannel, GatheringByteChannel, NetworkChannel{public static SocketChannel open();//得到一个 SocketChannel 通道public final SelectableChannel configureBlocking(boolean block);//设置阻塞或非阻塞模式，取值 false 表示采用非阻塞模式public boolean connect(SocketAddress remote);//连接服务器public boolean finishConnect();//如果上面的方法连接失败，接下来就要通过该方法完成连接操作public int write(ByteBuffer src);//往通道里写数据public int read(ByteBuffer dst);//从通道里读数据public final SelectionKey register(Selector sel, int ops, Object att);//注册一个选择器并设置监听事件，最后一个参数可以设置共享数据public final void close();//关闭通道}