NIO.2特性总结（二）加强的通道 NetworkChannel

接上一篇<NIO.2特性总结（一）灵活的Path>

想了想仍是先把NIO.2的 socket部分先看了，毕竟这部分对我更有用，并且昨儿看了目录，对于文件系统的操做部分整体还比较简单，因此在后面再补上，今天先记点儿有关NIO2 socket部分。

在NIO1中，咱们主要用到的有这个三类channel：ServerSocketChannel，SocketChannel和DatagramChannel，以及NIO的核心选择器Selecotr。经过这些类的组合就能写出高性能的、非阻塞IO程序，NIO1强调的是非阻塞Non-blocking，固然非阻塞并不单单指selector这样的轮询能够一下处理好多请求，这部分的内容能够看我博客的相关文章或者直接看《Reilly - Java NIO》。而NIO.2提出的是异步，异步加非阻塞，就是咱们熟悉的AIO。虽然NIO1也能经过其余办法实现异步，好比mina中利用将操做分离，用队列并伴随wait和notify来实现异步，但NIO2给咱们提供直接的接口来实现异步，会下降不少开发难度。仍是要再提一下异步和非阻塞是没有什么关系的，书上有一段话很好：

固然NIO.2也增强了NIO1中对channel的操做。下面咱们看具体的。先总结一下NIO2对channel上的加强。首先是新增的接口NetworkChannel，咱们先看jdk6和jdk1.7中SocketChannel的继承关系：

//jdk6
public abstract class SocketChannel
extends AbstractSelectableChannel
implements ByteChannel, ScatteringByteChannel, GatheringByteChannel
//1.7
public abstract class SocketChannel
    extends AbstractSelectableChannel
    implements ByteChannel, ScatteringByteChannel, GatheringByteChannel, NetworkChannel

不只是SocketChannel，上面提到的三个channel都实现了NetworkChannel接口。NetworkChannel中有5个方法，前两个bind和getLocalAddress咱们都熟悉，新增的三个方法都是为了提供对socket的操做（socket operations），这些操做由SocketOption接口定义，由StandardSocketOperation作具体实现。SocketOption接口定义了操做须要实现的name和operation。StandardSocketOperation被放在了java.net包下，而不是在NIO的包下。这里大体有10多个标准操做，如IP_MULTICAST_IF、IP_MULTICAST_LOOP等，这些均可以经过SocketOption中定义的set/get方法来设置或获得。看一个阻塞的实现，程序没什么功能，就是列一下用法：

package com.a2.nio2.chapter8.socketapis;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.SocketOption;
import java.net.StandardSocketOptions;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Set;

public class BlockTcpServer {

	public void init() throws IOException {
		/**try block-with-resource*/
		try (ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();) {
			ssc.configureBlocking(true);

			/** setting the ops，固然你不设置，这里就是默认的操做，和NIO1同样 */
			ssc.setOption(StandardSocketOptions.SO_RCVBUF, 4 * 1024);
			ssc.setOption(StandardSocketOptions.SO_REUSEADDR, true);

			/** iterator the ops in ssc */
			Set<SocketOption<?>> options = ssc.supportedOptions();
			for (SocketOption<?> option : options)
				System.out.println(option);
			/** jdk1.6的时候，ServerSocketChannel是不恩bind的，必须让SocketChannel去bind */
			ssc.bind(new InetSocketAddress(2181));

			SocketChannel channel = ssc.accept();
			System.out.println("accept:" + channel.getRemoteAddress());

			ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
			while (channel.read(buffer) != -1) {
				buffer.flip();
				channel.write(buffer);
				if (buffer.hasRemaining()) {
					buffer.compact();
				} else {
					buffer.clear();
				}
			}

			/** since 1.7 */
			channel.shutdownInput();
			channel.shutdownOutput();

			ssc.close();
			channel.close();
		} catch (Exception e) {
			// TODO: handle exception
		}

	}

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		BlockTcpServer bts = new BlockTcpServer();
		bts.init();
	}
}

其实这里有不少和jdk6不同的写法了，注释里都写出了，特别是bind的操做，咱们看看1.7以后ServerSocketChannel多了哪些操做：

客户端的代码我就不写了，至于那十多个操做，你能够看API，或者去看书，书上也有很详细的代码示例，我这么作的目的就是提个注意，技术更新很快，好多老的写法若是有更好的写法能够更新。

而后咱们看一下非阻塞的，庆幸的是selector这个最重要的元素在java7中没有变化。并且实现也没有大变化：

代码均可以从《pro java nio.2》中找到，都是很基本的代码。和NIO1没有太大变化最后咱们看下基于UDP的操做。DatagramChannel一样实现了NetworkChannel，也能够setsocket operations，并且DatagramChannel在open时能够选择IP协议版本：

/**choose the ipv4*/
		DatagramChannel datagramChannel=DatagramChannel.open(StandardProtocolFamily.INET);
		
		datagramChannel.setOption(StandardSocketOptions.SO_RCVBUF, 4 * 1024);
		datagramChannel.setOption(StandardSocketOptions.SO_SNDBUF, 4 * 1024);

另外在java7中DatagramChannel能够实现多播，经过继承MulticastChannel来实现。NetworkInterface能够查看本地全部网卡的信息，是否支持多播等：

package com.a2.nio2.chapter8.socketapis;

import java.net.InetAddress;
import java.net.NetworkInterface;
import java.util.Enumeration;

/**
 * 
 * This application will return all the network interfaces found on your
 * machine, and for each one will render its display name (a human-readable
 * String describing the network device) and name (the real name used to
 * identify a network interface). Moreover, each network interface is checked to
 * see if it supports multicast, if it is virtual (a subinterface), and if it is
 * up and running.
 * 
 */
public class TestNetworkInterface {
	public static void main(String argv[]) throws Exception {

		Enumeration<NetworkInterface> enumInterfaces = NetworkInterface
				.getNetworkInterfaces();
		while (enumInterfaces.hasMoreElements()) {
			NetworkInterface net = (NetworkInterface) enumInterfaces
					.nextElement();
			System.out.println("Network Interface Display Name: "
					+ net.getDisplayName());
			System.out.println(net.getDisplayName() + " is up and running ?"
					+ net.isUp());
			System.out.println(net.getDisplayName() + " Supports Multicast: "
					+ net.supportsMulticast());
			System.out
					.println(net.getDisplayName() + " Name: " + net.getName());
			System.out.println(net.getDisplayName() + " Is Virtual: "
					+ net.isVirtual());
			System.out.println("IP addresses:");
			Enumeration<InetAddress> enumIP = net.getInetAddresses();
			while (enumIP.hasMoreElements()) {
				InetAddress ip = (InetAddress) enumIP.nextElement();
				System.out.println("IP address:" + ip);
			}
		}
	}
}

这样就能够找到网卡，而后根据name来组织你的代码了：

NetworkInterface networkInterface = NetworkInterface.getByName("eth3");

看一下多播时候的代码，这里要注意有个Group，多播组播都是有特殊的地址的：

datagramChannel.send(datetime, new InetSocketAddress(InetAddress.getByName(GROUP), DEFAULT_PORT));

NIO2增长了MembershipKey，在客户端支持选择性的加入多播组：

MembershipKey key = datagramChannel.join(group,networkInterface);

这个key有点儿相似selector中的key，也有不一样的选项。其余的操做和普通IO没什么区别，就再也不赘述了，若是你对这些都没有什么概念，那先去看看网络的书，了解多播的概念，而后再去《pro》中看看具体的实现代码，都很简单的示例代码，因此这里就不贴了。

总结一下，channel的加强主要有那么几方面：

1.         NetworkChannel、SocketOption和StandardSocketOperation的加入让咱们能够对channel控制的更细腻了。

2.         非阻塞中的selector没有变化，这方面能够放心的使用。

3.         基于UDP的channel增长了对Ip版本的选择，经过NetworkInterface能够对本地网卡作详细的检索，并实现了MulticastChannel，更方便的实现多播。

关于channel的加强就写到这儿了，下篇就要写AIO了，真正的异步才将开始。