java nio详解

时间 2019-12-07

标签 java nio 详解栏目 Java 繁體版

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一.java

分布式rpc框架有不少，好比dubbo,netty,还有不少其余的产品。但他们大部分都是基于nio的，api

nio是非阻塞的io,那么它的内部机制是怎么实现的呢。服务器

1.由一个专门的线程处理全部IO事件，并负责分发。框架

2.事件驱动机制，事件到来的时候触发操做，不须要阻塞的监视事件。分布式

3.线程以前经过wait,notify通讯，减小线程切换。测试

上图是nio的通讯模型。this

其中：.net

服务端和客户端各自维护一个管理通道的对象，咱们称之为selector，它能够监控一个或多个通道上的事件。线程

采用了双向通道（channel）进行数据传输，而不是单向的流（stream），在通道上能够注册咱们感兴趣的事件。netty

二.

nio server端简单实现：

package com.nio;

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;

/**
 * Created by viruser on 2017/6/8.
 */
public class NioServer {
    // 通道管理器
    private Selector selector;

    /**
     * 得到一个ServerSocket通道，并对该通道作一些初始化的工做
     * @param port 绑定的端口号
     * @throws IOException
     */
    public void initServer(int port) throws IOException {
        // 得到一个ServerSocketChannel通道
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        // 设置通道为非阻塞
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        // 将该通道对应的ServerSocket绑定到port端口
        serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(port));
        // 得到一个通道管理器
        this.selector = Selector.open();
        // 将通道管理器和该通道绑定，并为该通道注册SelectionKey.OP_ACCEPT事件,注册该事件后，
        // 当该事件到达时，selector.select()会返回，若是该事件没到达selector.select()会一直阻塞。
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    }

    /**
     * 采用轮询的方式监听selector上是否有须要处理的事件，若是有，则进行处理
     * @throws IOException
     */
    public void listen() throws IOException {
        System.out.println("服务端启动成功！");
        // 轮询访问selector
        while (true) {
            // 当注册的事件到达时，方法返回；不然,该方法会一直阻塞
            selector.select();
            // 得到selector中选中的项的迭代器，选中的项为注册的事件
            Iterator<SelectionKey> ite = this.selector.selectedKeys().iterator();
            while (ite.hasNext()) {
                SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();
                // 删除已选的key,以防重复处理
                ite.remove();

                if (key.isAcceptable()) {// 客户端请求链接事件
                    ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
                    // 得到和客户端链接的通道
                    SocketChannel channel = server.accept();
                    // 设置成非阻塞
                    channel.configureBlocking(false);

                    // 在这里能够给客户端发送信息哦
                    channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向客户端发送了一条信息")
                            .getBytes("utf-8")));
                    // 在和客户端链接成功以后，为了能够接收到客户端的信息，须要给通道设置读的权限。
                    channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);

                } else if (key.isReadable()) {// 得到了可读的事件
                    read(key);
                }

            }

        }
    }

    /**
     * 处理读取客户端发来的信息 的事件
     *
     * @param key
     * @throws IOException
     */
    public void read(SelectionKey key) throws IOException {
        // 服务器可读取消息:获得事件发生的Socket通道
        SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
        // 建立读取的缓冲区
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(512);
        channel.read(buffer);
        byte[] data = buffer.array();
        String msg = new String(data).trim();
        System.out.println("服务端收到信息：" + msg);
        ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes("utf-8"));
        channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端
    }

    /**
     * 启动服务端测试
     *
     * @throws IOException
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        NioServer server = new NioServer();
        server.initServer(8000);
        server.listen();
    }

}

客户端：

package com.nio;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.SocketChannel;import java.util.Iterator;/** * Created by viruser on 2017/6/8. */public class NioClient {    //通道管理器    private Selector selector;    /**     * 得到一个Socket通道，并对该通道作一些初始化的工做     * @param ip 链接的服务器的ip     * @param port  链接的服务器的端口号     * @throws IOException     */    public void initClient(String ip,int port) throws IOException {        // 得到一个Socket通道        SocketChannel channel = SocketChannel.open();        // 设置通道为非阻塞        channel.configureBlocking(false);        // 得到一个通道管理器        this.selector = Selector.open();        // 客户端链接服务器,其实方法执行并无实现链接，须要在listen（）方法中调        //用channel.finishConnect();才能完成链接        channel.connect(new InetSocketAddress(ip,port));        //将通道管理器和该通道绑定，并为该通道注册SelectionKey.OP_CONNECT事件。        channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);    }    /**     * 采用轮询的方式监听selector上是否有须要处理的事件，若是有，则进行处理     * @throws IOException     */    public void connect() throws IOException {        // 轮询访问selector        while (true) {            // 选择一组能够进行I/O操做的事件，放在selector中,客户端的该方法不会阻塞，            //这里和服务端的方法不同，查看api注释能够知道，当至少一个通道被选中时，            //selector的wakeup方法被调用，方法返回，而对于客户端来讲，通道一直是被选中的            selector.select();            // 得到selector中选中的项的迭代器            Iterator<SelectionKey> ite = this.selector.selectedKeys().iterator();            while (ite.hasNext()) {                SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();                // 删除已选的key,以防重复处理                ite.remove();                // 链接事件发生                if (key.isConnectable()) {                    SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();                    // 若是正在链接，则完成链接                    if(channel.isConnectionPending()){                        channel.finishConnect();                    }                    // 设置成非阻塞                    channel.configureBlocking(false);                    //在这里能够给服务端发送信息哦                    channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向服务端发送了一条信息").getBytes("utf-8")));                    //在和服务端链接成功以后，为了能够接收到服务端的信息，须要给通道设置读的权限。                    channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);                                            // 得到了可读的事件                } else if (key.isReadable()) {                    read(key);                }            }        }    }    /**     * 处理读取服务端发来的信息 的事件     * @param key     * @throws IOException     */    public void read(SelectionKey key) throws IOException{        //和服务端的read方法同样        // 服务器可读取消息:获得事件发生的Socket通道        SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();        // 建立读取的缓冲区        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(512);        channel.read(buffer);        byte[] data = buffer.array();        String msg = new String(data).trim();        System.out.println("客户端收到信息：" + msg);        ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes("utf-8"));        channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端    }    /**     * 启动客户端测试     * @throws IOException     */    public static void main(String[] args) throws IOException {        NioClient client = new NioClient();        client.initClient("localhost",8000);        client.connect();    }}