NIO技术-4-Socket通道

1、Socket通道介绍

Socket通道即套接字通道，是一种基于TCP链接协议传输数据的通道。Socket通道能够以分阻塞模式运行，而且能够被Reactor设计模式使用，由于Socket通道是可供选择的，其继承SelectableChannel类。

非阻塞I/O是复杂的、高性能的程序构建的基础。

使用NIO的Socket通道就没有必须像旧的Socket同样为每一个Socket建立一个线程，避免了N个线程之间切换上下文的性能开销，使用NIO的Socket通道能够一个或几个线程就能够管理成百上千个已链接的Socket，而且性能消耗很是小。

1. ServerSocketChannel：负责监听某个端口，等待客户端Socket链接进来

2. SocketChannel：能够理解为一对一对使用，客户端使用SocketChannel链接服务器，服务器也会有个对等的SocketChannel

3. DatagramChannel：基于UDP发送数据报

全部的Socket通道类被建立后都有一个关联的Socket；可是使用旧的方法直接建立Socket并不会关联一个通道，虽然它们有getChannel()方法，可是这个方法会返回null。

2、ServerSocketChannel

ServerSocketChannel有以下方法可供使用：

1. open()：打开一个ServerSocketChannel，用于建立ServerSocketChannel

2. validOps()：返回SelectionKey.OP_ACCEPT，通常用不到，可用于验证注册到选择器时指定的兴趣是否位OP_ACCEPT

3. socket()：返回与通道关联的ServerSocket

4. accept()：等待接受一个Socket链接，非阻塞模式下可能返回null

//打开一个ServerSocketChannel  
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();  
//将通道关联的ServerSocket绑定65535端口  
//jdk1.7以后能够ssc.bind(new InetSocketAddress(65535))  
ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(65535));  
//设置非阻塞模式  
ssc.configureBlocking(false);

3、SocketChannel

SocketChannel有以下方法可供使用：

open()：打开一个SocketChannel
open(SocketAddress remote)：同open()，并指定链接服务器地址
validOps()：返回SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE | SelectionKey.OP_CONNECT，做用同ServerSocketChannel的validOps()
socket()：返回通道关联的Socket
isConnected()：检查是否已链接，返回true or false
isConnectionPending()：检查是否处于请求链接状态
connect(SocketAddress remote)：链接指定地址服务器
finishConnect()：强制完成链接，完成链接则返回true，返回false
read(ByteBuffer dst)：将通道的数据读到ByteBuffer
read(ByteBuffer[] dsts)：将通道数据分散读到ByteBuffer数组
read(ByteBuffer[] dsts, int offset, int length)：将通道数据分散读到ByteBuffer数组，并指定读取数据的开始位置和读取的长度
write(ByteBuffer src)：将字节缓冲区的数据写入通道
write(ByteBuffer[] srcs)：将分散的字节缓冲区的数据汇集写入通道
write(ByteBuffer[] srcs, int offset, int length)：同上一个方法，并指定写入数据的开始位置和长度
SocketChannel sc = SocketChannel.open();  
sc.configureBlocking(false);  
sc.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 65535));  
//轮询直到成功链接为止  
while(!sc.isConnected()){  
      
}

4、DatagramChannel

open()：打开一个DatagramChannel
validOps()：返回SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE
socket()：返回关联的DatagramSocket
isConnected()：是否已链接
connect(SocketAddress remote)》：链接某个地址
disconnect()：断开链接
receive(ByteBuffer dst)：接收数据，从通道读入缓冲区
send(ByteBuffer src, SocketAddress target)：将缓冲区的数据发送到指定网络地址
read(ByteBuffer dst)
read(ByteBuffer[] dsts)
read(ByteBuffer[] dsts, int offset, int length)
write(ByteBuffer src)
write(ByteBuffer[] srcs)
write(ByteBuffer[] srcs, int offset, int length)

这么须要说明下，DatagramChannel提供了connect方法，别被这样的方法套住了，DatagramSocket是基于UDP的，UDP是无链接的，connection方法只是绑定某个地址，只能从这个地址接收数据或发送数据到这个地址。

DEMO:

Java简单版飞鸽传书：http://download.csdn.net/detail/abc_key/7497543

Java简单聊天室：http://download.csdn.net/detail/abc_key/7459723

Java NIO聊天室 中：若客户端强制关闭，服务器会报“java.io.IOException: 远程主机强迫关闭了一个现有的链接。而且服务器会在报错后中止运行，错误的意思就是客户端关闭了，可是服务器还在从这个套接字通道读取数据，便抛出IOException，致使这种状况出现的缘由就是，客户端异常关闭后，服务器的选择器会获取到与客户端套接字对应的套接字通道SelectionKey，而且这个key的兴趣是OP_READ，执行从这个通道读取数据时，客户端已套接字已关闭，因此会出现“java.io.IOException: 远程主机强迫关闭了一个现有的链接”的错误。解决这种问题也很简单，就是服务器在读取数据时，若发生异常，则取消当前key并关闭通道，以下代码：

//获取此key对应的套接字通道  
SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();  
//建立一个大小为1024k的缓存区  
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);  
StringBuffer sb = new StringBuffer();  
//将通道的数据读到缓存区  
int count = 0;  
try{  
    count = channel.read(buffer);  
}catch(IOException e){  
    key.cancel();  
    channel.socket().close();  
    channel.close();  
    return;  
}

因在catch中取消了key，readMsg返回后，run方法继续往下走，以前的代码会报“java.nio.channels.CancelledKeyException”错误，因此须要判断当前key是否有效，

以前的代码：

//若此key的通道的行为是"读"  
if (key.isReadable()) {  
    readMsg(key);  
}  
//若次key的通道的行为是"写"  
if (key.isWritable()) {  
    writeMsg(key);  
}

修复后的代码：

//若此key的通道的行为是"读"  
if (key.isValid() && key.isReadable()) {  
    readMsg(key);  
}  
//若次key的通道的行为是"写"  
if (key.isValid() && key.isWritable()) {  
    writeMsg(key);  
}

这样改良以后的聊天室服务端，客户端异常强制关闭后，服务器便会妥善处理了，也不会报错，更不会中止运行。改良以后还算比较稳定运行的。