四.NIO网络编程原理分析

NIO网络编程关系梳理图

NIO 非阻塞网络编程相关的(Selector、SelectionKey、ServerScoketChannel和SocketChannel) 关系梳理图

1. 当客户端连接时，会通过ServerSocketChannel 得到 SocketChannel
2. Selector 进行监听 select 方法, 返回有事件发生的通道的个数.
3. 将socketChannel注册到Selector上, register(Selector sel, int ops), 一个selector上可以注册多个SocketChannel
4. 注册后返回一个 SelectionKey, 会和该Selector 关联(集合)
5. 进一步得到各个 SelectionKey(有事件发生) 在通过 SelectionKey 反向获取 SocketChannel , 方法 channel()
6. 可以通过 得到的 channel , 完成业务处理

代码如下

NioServer

public class NioServer{
     
  public static void main(String[] args) throws Exception {
     

    //创建ServerSocketChannel -> ServerSocket

    ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();

    //得到一个Selecor对象
    Selector selector = Selector.open();

    //绑定一个端口6666, 在服务器端监听
    serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(6666));
    //设置为非阻塞
    serverSocketChannel.configureBlocking(false);

    //把 serverSocketChannel 注册到  selector 关心 事件为 OP_ACCEPT
    serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

    System.out.println("注册后的selectionkey 数量=" + selector.keys().size()); // 1

    //循环等待客户端连接
    while (true) {
     

      //这里我们等待1秒，如果没有事件发生, 返回
      if (selector.select(1000) == 0) {
      //没有事件发生
        System.out.println("服务器等待了1秒，无连接");
        continue;
      }

      //如果返回的>0, 就获取到相关的 selectionKey集合
      //1.如果返回的>0， 表示已经获取到关注的事件
      //2. selector.selectedKeys() 返回关注事件的集合
      //   通过 selectionKeys 反向获取通道
      Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
      System.out.println("selectionKeys 数量 = " + selectionKeys.size());

      //遍历 Set, 使用迭代器遍历
      Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectionKeys.iterator();

      while (keyIterator.hasNext()) {
     
        //获取到SelectionKey
        SelectionKey key = keyIterator.next();
        //根据key 对应的通道发生的事件做相应处理
        if (key.isAcceptable()) {
      //如果是 OP_ACCEPT, 有新的客户端连接
          //该该客户端生成一个 SocketChannel
          SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
          System.out.println("客户端连接成功 生成了一个 socketChannel " + socketChannel.hashCode());
          //将  SocketChannel 设置为非阻塞
          socketChannel.configureBlocking(false);
          //将socketChannel 注册到selector, 关注事件为 OP_READ， 同时给socketChannel
          //关联一个Buffer
          socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024));

          System.out.println("客户端连接后 ，注册的selectionkey 数量=" + selector.keys().size()); //2,3,4..

        }
        if (key.isReadable()) {
       //发生 OP_READ

          //通过key 反向获取到对应channel
          SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();

          //获取到该channel关联的buffer
          ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();
          channel.read(buffer);
          System.out.println("form 客户端 " + new String(buffer.array()));

        }

        //手动从集合中移动当前的selectionKey, 防止重复操作
        keyIterator.remove();

      }

    }

  }
}

NioClient

public class NioClient{
     
  public static void main(String[] args) throws Exception {
     

    //得到一个网络通道
    SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
    //设置非阻塞
    socketChannel.configureBlocking(false);
    //提供服务器端的ip 和 端口
    InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 6666);
    //连接服务器
    if (!socketChannel.connect(inetSocketAddress)) {
     

      while (!socketChannel.finishConnect()) {
     
        System.out.println("因为连接需要时间，客户端不会阻塞，可以做其它工作..");
      }
    }

    //...如果连接成功，就发送数据
    String str = "hello, world~";
    //Wraps a byte array into a buffer
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(str.getBytes());
    //发送数据，将 buffer 数据写入 channel
    socketChannel.write(buffer);
    System.in.read();

  }
}