JDK的NIO

文章内容来自李林峰的《Netty权威指南》

JDK的NIO类库

• 缓冲区Buffer

  • ByteBuffer:字节缓冲区
  • CharBuffer:字符缓冲区
  • ShortBuffer:短整型缓冲区
  • IntBuffer:整型缓冲区
  • LongBuffer:长整型缓冲区
  • FloatBuffer:浮点型缓冲区
  • DoubleBuffer:双精度浮点型缓冲区

• 通道Channel
  网络数据通过channel读取和写入，全双工模式

• 多路复用器Selector
  提供选择已就绪任务的能力,selector会不断轮询注册在上面的channel,某个channel发生读或写事件,就处于就绪状态,会被selector轮询出来,然后通过SelectionKey获取就绪Channel的集合，进行后续IO操作

NIO服务端

• 序列图

  
  
  

  NIO服务端序列图

• 步骤

  1. 打开ServerSocketChannel,用于监听客户端的连接，是所有客户端连接的父管道

   ServerSocketChannel serverChannel=ServerSocketChannel.open();
  

  2. 绑定监听端口，设置为非阻塞模式

  serverChannel.configureBlocking(false);
  serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port),1024);
  (注:1024指serverChannel的backlog为1024)
  

  3. 创建Reactor线程，创建多路复用器Selector并启动线程

  selector=Selector.open();
  new Thread(new ReactorTask()).start();
  

  4. 将ServerSocketChannel 注册到Reactor线程的多路复用器Selector,监听accept事件

  serverChannel.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT);
  

  5. 多路复用器在线程run方法的无限循环体内轮询准备就绪的key

  selector.select(1000);
  Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
  Iterator iterator = selectedKeys.iterator();
  SelectionKey key = null;
  while (iterator.hasNext()){
      key = iterator.next();
      iterator.remove();
      try {
        handleInput(key);
      } catch (Exception e) {
        if(key!=null){
          key.cancel();
          if(key.channel()!=null){
            key.channel().close();
          }
        }
      }
  } 
  

  6. 多路复用器监听到新客户端的接入,处理新的接入请求,完成TCP三次握手，建立物理链路

  SocketChannel sc=serverChannel.accept();
  

  7. 设置客户端链路为非阻塞模式

  sc.configureBlocking(false);
  

  8. 将新接入的客户端连接注册到Reactor线程的多路复用器，监听读操作，读取客户端发送的网络消息

  sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);  
  

  9. 异步读取客户端请求消息到缓冲区

  ByteBuffer readBuffer=ByteBuffer.allocate(1024);
  int readBytes=sc.read(readBuffer);
  

  10. 对ByteBuffer进行编解码,如果有半包消息指针reset,继续读取后续的报文,将解码成功的消息封装成task,放入线程池中,进行业务操作

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