基于Netty的RPC架构学习笔记（一）：NIO
文章目录
- 传统的socket分析
- 举个
- 弊端
- 总结
- NIO代码分析
- 举个
- 举个
- 图解IO/NIO
- IO
- NIO
- 关于NIO的一些疑惑
- 客户端关闭的时候会抛出异常，死循环
- selector.select();阻塞，那为什么说nio是非阻塞的IO？
- SelectionKey.OP_WRITE是代表什么意思
传统的socket分析
举个
package OIO;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* 传统socket服务端
*
*
*/
public class OioServer {
@SuppressWarnings("resource")
public static void main(String[] args) throws Exception {
ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
//创建socket服务,监听10101端口
ServerSocket server=new ServerSocket(10101);
System.out.println("服务器启动！");
while(true){
//获取一个套接字（阻塞）
final Socket socket = server.accept();
System.out.println("来个一个新客户端！");
newCachedThreadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//业务处理
handler(socket);
}
});
}
}
/**
* 读取数据
* @param socket
* @throws Exception
*/
public static void handler(Socket socket){
try {
byte[] bytes = new byte[1024];
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
while(true){
//读取数据（阻塞）
int read = inputStream.read(bytes);
if(read != -1){
System.out.println(new String(bytes, 0, read));
}else{
break;
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
System.out.println("socket关闭");
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
上面为修改后的代码。如果不将handler(socket);放在线程池中
打开第一个telnet
cmd
telnet 127.0.0.1 10101
eclisep终端
服务器启动！
来了一个新客户端
通过断点执行，断点执行到read形成了阻塞
再打开第二个telnet
cmd
telnet 127.0.0.1 10101
eclipse终端没有任何反应，说明没有连上客户端，因为已经阻塞在第一个客户端的read函数中，所以不能返回到accept（）
这个时候在第一个telnet中
send hello
eclipse终端
服务器启动！
来了一个新客户端
hello
但是第二个还是进不来？
那是不是可以吧handler修改成一个线程任务呢？来一个socket就为这个socke服务
通过线程池，将任务添加进入线程池再看结果
重复上面的操作
telnet 127.0.0.1 10101
服务器启动！
来了一个新客户端
send hello
服务器启动！
来了一个新客户端
hello
再开启一个telnet
telnet 127.0.0.1 10101
服务器启动！
来了一个新客户端
hello
来了一个新客户端
send abc
服务器启动！
来了一个新客户端
hello
来了一个新客户端
abc
弊端
上面虽然把handler(socket);放到了线程池中，使得多个socket能够进行连接，可是每个socket需要一个线程，假如把系统比作是一个餐厅的话，来一客人就安排一个服务生专门接待这个客人，又来一个新的客人又安排一个新的服务生，这样的消耗很大，客人越来越多，饭店迟早一天会黄了的
所以传统的socket不能做长连接的服务器，但是可以做短连接的服务器。
例如老的tomcat，底层是用socket，因为是一问一答机制，客户端发一个消息，服务端回了以后就可以关掉，所以不会出现线程一直被一个客户端占用的情况，一个线程是可以为多个客户端处理任务的
总结
阻塞点
- server.accept();
- inputStream.read(bytes);
单线程情况下只能有一个客户端
用线程池可以有多个客户端连接，但是非常消耗性能
NIO代码分析
举个
package 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;
/**
* NIO服务端
*
*
*/
public class NIOServer {
// 通道管理器
private Selector selector;
/**
* 获得一个ServerSocket通道，并对该通道做一些初始化的工作
*
* @param port
* 绑定的端口号
* @throws IOException
*/
public void initServer(int port) throws IOException {
// 获得一个ServerSocket通道，ServerSocketChannel想到与普通io的ServerSocket
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
// 设置通道为非阻塞
serverChannel.configureBlocking(false);
// 将该通道对应的ServerSocket绑定到port端口
serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
// 获得一个通道管理器
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，如果该事件没到达selector.select()会一直阻塞。
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
}
/**
* 采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件，如果有，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；否则,该方法会一直阻塞
//点不进去select方法，因为底层是c写的
selector.select();
// 获得selector中选中的项的迭代器，选中的项为注册的事件
Iterator<?> 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();
handler(key);
}
}
}
/**
* 处理请求
*
* @param key
* @throws IOException
*/
public void handler(SelectionKey key) throws IOException {
// 客户端请求连接事件
if (key.isAcceptable()) {
handlerAccept(key);
// 获得了可读的事件
} else if (key.isReadable()) {
handelerRead(key);
}
}
/**
* 处理连接请求
*
* @param key
* @throws IOException
*/
public void handlerAccept(SelectionKey key) throws IOException {
ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
// 获得和客户端连接的通道，SocketChannel相当于传统io里面的Channel
SocketChannel channel = server.accept();
// 设置成非阻塞
channel.configureBlocking(false);
// 在这里可以给客户端发送信息哦
System.out.println("新的客户端连接");
// 在和客户端连接成功之后，为了可以接收到客户端的信息，需要给通道设置读的权限。
channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);
}
/**
* 处理读的事件
*
* @param key
* @throws IOException
*/
public void handelerRead(SelectionKey key) throws IOException {
// 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道
SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
// 创建读取的缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
int read = channel.read(buffer);
if(read > 0){
byte[] data = buffer.array();
String msg = new String(data).trim();
System.out.println("服务端收到信息：" + msg);
//回写数据
ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap("好的".getBytes());
channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端
}else{
System.out.println("客户端关闭");
key.cancel();
}
}
/**
* 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();
}
}
测试：
通过telnet 多次连接，都可以成功
举个
NIO的特点
ServerSocketChannel 相当于ServerSocket
SocketChannel相当于Socket
Selector 使得NIO能够通过单线程为多个客户端服务
SelectionKey
图解IO/NIO
IO
NIO
selector监控着大门（accept）和客人，待在岗位上等待客人
selector.select();
客人进店之后先在大门这里注册一个read事件，相当于说了一声”欢迎光临“，帮助客人走到座位上，然后客人有需求的话随时待命
channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);
然后就接着回到原来的岗位上待命
selector.select();
然后服务员就可以走了，我点菜（read的时候）了再叫你
客人点菜–》tlnet
//想要连续发送，第一次回撤之后，需要先退出当前页面一次，然后通过终端再次send （win7）
send wo yao chi fan
然后客户端进行读菜单（read操作）
sout（“xxxxxx”）
关于NIO的一些疑惑
客户端关闭的时候会抛出异常，死循环
运行上面的程序，打开tlnet
send hello
然后关闭掉当前tlnet窗口
报错：
java.io.IOException:您的主机中的软件终止了一个已建立的连接
public void handelerRead(SelectionKey key) throws IOException {
// 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道
SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
// 创建读取的缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
int read = channel.read(buffer);
if(read > 0){
byte[] data = buffer.array();
String msg = new String(data).trim();
System.out.println("服务端收到信息：" + msg);
//回写数据
ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap("好的".getBytes());
channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端
}else{
System.out.println("客户端关闭");
key.cancel();
}
}
因为会写数据这里出错，可以将其注释掉
//回写数据
ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap("好的".getBytes());
channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端
紧接着原来的错误没有了可是会出现不停的死循环
服务端收到信息：
服务端收到信息：
服务端收到信息：
服务端收到信息：
服务端收到信息：
服务端收到信息：
服务端收到信息：
服务端收到信息：
解决方案：
int read = channel.read(buffer);
if(read > 0){
byte[] data = buffer.array();
String msg = new String(data).trim();
System.out.println("服务端收到信息：" + msg);
//回写数据
ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap("好的".getBytes());
channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端
}else{
System.out.println("客户端关闭");
key.cancel();
}
应该对收到的数据做一次判断，如果没有数据，就将key取消。
selector.select();阻塞，那为什么说nio是非阻塞的IO？
判断io是不是阻塞的点，不是accept或者selector，而是读取数据的时候是否能够立马返回，从上面的问题知道，即使没有数据输入也是会立即返回的，但是传统的io是会阻塞在哪里的
selector.select()
select（）可以非阻塞，带有参数即可变成非阻塞
selector.select(1000);不阻塞，在一秒内内有发送请求，这个方法也会返回，只不过返回的是零。
selector.wakeup();也可以唤醒selector，如果当前的selector是阻塞状态的，用这个方法调用后会立即返回。
selector.selectNow();也可以立马返还，视频里忘了讲了，哈，这里补上
SelectionKey.OP_WRITE是代表什么意思
一般write方法用的很少，写数据的时候也不需要注册write事件。
OP_WRITE表示底层缓冲区是否有空间，是则响应返还true（一般都是有空间的，即一般是true）
System.out.println("isWriteabl"+key.isWritable)
输出
false
因为没有给selector注册这个事件，所以默认是false
比如餐厅里面的筷子掉了，经理没让你管，你就假装不知道，但是经理告诉你筷子掉了（注册），你就需要捡起来
channel.register(this.selector,SelectionKey.OP_WRITE)
isWriteabl true
isWriteabl true
isWriteabl true
isWriteabl true
isWriteabl true
isWriteabl true
就是判断缓冲区有没有空间，所以一般情况下不会注册write事件