【02】Java进阶：14-网络编程入门、TCP通信程序、综合案例、NIO、Buffer类、Channel、Selector、NIO2-AIO
day14【网络编程和NIO】
今日内容
- 网络编程三要素
- TCP通信
- 文件上传
- 模拟B/S
- NIO
教学目标
- 能够辨别UDP和TCP协议特点
- 能够说出TCP协议下两个常用类名称
- 能够编写TCP协议下字符串数据传输程序
- 能够理解TCP协议下文件上传案例
- 能够理解TCP协议下BS案例
- 能够说出NIO的优点
第一章 网络编程入门
知识点–软件结构
目标
- 了解软件结构
路径
- C/S结构
- B/S结构
讲解
- C/S结构 ：全称为Client/Server结构，是指客户端和服务器结构。常见程序有ＱＱ、迅雷等软件。
- 特点: 客户端和服务器是分开的,需要下载客户端,对网络要求相对低, 开发和维护成本高,相对稳定
B/S结构 ：全称为Browser/Server结构，是指浏览器和服务器结构。常见浏览器有谷歌、火狐等。
特点:没有客户端,只有服务器,不需要下载客户端,直接通过浏览器访问, 对网络要求相对高, 开发和维护成本低,服务器压力很大,相对不稳定
两种架构各有优势，但是无论哪种架构，都离不开网络的支持。网络编程，就是在一定的协议下，实现两台计算机的通信的程序。
小结
- 网络编程，就是在一定的协议下，实现两台计算机的通信的程序。
知识点–网络编程三要素
目标
- 理解网络编程三要素
路径
- 协议
- IP地址
- 端口号
讲解
协议
**网络通信协议：**通信协议是计算机必须遵守的规则，只有遵守这些规则，计算机之间才能进行通信。这就好比在道路中行驶的汽车一定要遵守交通规则一样，协议中对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一规定，通信双方必须同时遵守，最终完成数据交换。
java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持：
- TCP：传输控制协议 (Transmission Control Protocol)。TCP协议是面向连接的通信协议，即传输数据之前，在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。
- TCP协议特点: 面向连接,传输数据安全,传输速度低
- 例如: 村长发现张三家的牛丢了
- TCP协议: 村长一定要找到张三,面对面的告诉他他家的牛丢了 打电话: 电话一定要接通,并且是张三接的
- 连接三次握手：TCP协议中，在发送数据的准备阶段，客户端与服务器之间的三次交互，以保证连接的可靠。
- 第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认。
- 第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求。
- 第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接。整个交互过程如下图所示。
- 连接三次握手：TCP协议中，在发送数据的准备阶段，客户端与服务器之间的三次交互，以保证连接的可靠。
完成三次握手，连接建立后，客户端和服务器就可以开始进行数据传输了。由于这种面向连接的特性，TCP协议可以保证传输数据的安全，所以应用十分广泛，例如下载文件、浏览网页等。
- UDP：用户数据报协议(User Datagram Protocol)。UDP协议是一个面向无连接的协议。传输数据时，不需要建立连接，不管对方端服务是否启动，直接将数据、数据源和目的地都封装在数据包中，直接发送。每个数据包的大小限制在64k以内。它是不可靠协议，因为无连接，所以传输速度快，但是容易丢失数据。日常应用中**,例如视频会议、QQ聊天等。**
- UDP特点: 面向无连接,传输数据不安全,传输速度快
- 例如: 村长发现张三家的牛丢了
- UDP协议: 村长在村里的广播站广播一下张三家的牛丢了,信息丢失,信息发布速度快
IP地址
- IP地址：指互联网协议地址（Internet Protocol Address），俗称IP。IP地址用来给一个网络中的计算机设备做唯一的编号。假如我们把“个人电脑”比作“一台电话”的话，那么“IP地址”就相当于“电话号码”。
**IP地址分类 **
-
IPv4：是一个32位的二进制数，通常被分为4个字节，表示成
a.b.c.d的形式，例如192.168.65.100。其中a、b、c、d都是0~255之间的十进制整数，那么最多可以表示42亿个。 -
IPv6：由于互联网的蓬勃发展，IP地址的需求量愈来愈大，但是网络地址资源有限，使得IP的分配越发紧张。有资料显示，全球IPv4地址在2011年2月分配完毕。
为了扩大地址空间，拟通过IPv6重新定义地址空间，采用128位地址长度，每16个字节一组，分成8组十六进制数，表示成
ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789，号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个网址，这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。
常用命令
- 查看本机IP地址，在控制台输入：
ipconfig
- 检查网络是否连通，在控制台输入：
ping 空格 IP地址
ping 220.181.57.216
ping www.baidu.com
特殊的IP地址
- 本机IP地址：
127.0.0.1、localhost。
端口号
网络的通信，本质上是两个进程（应用程序）的通信。每台计算机都有很多的进程，那么在网络通信时，如何区分这些进程呢？
如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备，那么端口号就可以唯一标识设备中的进程（应用程序）了。
- **端口号：用两个字节表示的整数，它的取值范围是065535**。其中，01023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用，普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用，会导致当前程序启动失败。
利用协议+IP地址+端口号 三元组合，就可以标识网络中的进程了，那么进程间的通信就可以利用这个标识与其它进程进行交互。
小结
- 协议: 计算机在网络中通信需要遵守的规则,常见的有TCP,UDP协议
- TCP: 面向连接,传输数据安全,传输速度慢
- UDP: 面向无连接,传输数据不安全,传输速度快
- IP地址: 用来标示网络中的计算机设备
- 分类: IPV4 IPV6
- 本地ip地址: 127.0.0.1 localhost
- 端口号: 用来标示计算机设备中的应用程序
- 端口号: 0–65535
- 自己写的程序指定的端口号要是1024以上
- 如果端口号被另外一个服务或应用所占用，会导致当前程序启动失败。
知识点–InetAddress类
目标
- 能够通过InetAddress类获取ip地址
路径
- InetAddress类的概述
- InetAddress类的方法
讲解
InetAddress类的概述
- 一个该类的对象就代表一个IP地址对象。
InetAddress类的方法
- static InetAddress getLocalHost() 获得本地主机IP地址对象
- static InetAddress getByName(String host) 根据IP地址字符串或主机名获得对应的IP地址对象
- String getHostName();获得主机名
- String getHostAddress();获得IP地址字符串
public class InetAddressDemo01 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 获取本地ip地址对象
InetAddress ip1 = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println("ip1: "+ip1);// DESKTOP-U8Q5F96/192.168.0.100
// 获取百度ip地址对象
InetAddress ip2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
System.out.println("ip2:"+ip2);// www.baidu.com/182.61.200.7
// 获得本地的主机名
String hostName = ip1.getHostName();
System.out.println("hostName:"+hostName);// DESKTOP-U8Q5F96
// 获得本地的ip地址
String hostAddress = ip1.getHostAddress();
System.out.println("hostAddress:"+hostAddress);//192.168.0.100
}
}
小结
略
第二章 TCP通信程序
知识点–TCP协议概述
目标
- 我们先来了解一下TCP协议使用时需要用到的流程和方法.
路径
- TCP概述
- TCP协议相关的类
讲解
TCP概述
- TCP协议是面向连接的通信协议，即在传输数据前先在发送端和接收器端建立逻辑连接，然后再传输数据。它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。TCP通信过程如下图所示：
TCP协议相关的类
- java.net.Socket : 一个该类的对象就代表一个客户端程序。
- Socket(String host, int port) 根据ip地址字符串和端口号创建客户端Socket对象
* 注意事项：只要执行该方法，就会立即连接指定的服务器程序，如果连接不成功，则会抛出异常。
如果连接成功，则表示三次握手通过。 OutputStream getOutputStream();获得字节输出流对象InputStream getInputStream();获得字节输入流对象void close();关闭Socket, 会自动关闭相关的流
- Socket(String host, int port) 根据ip地址字符串和端口号创建客户端Socket对象
- java.net.ServerSocket : 一个该类的对象就代表一个服务器端程序。
ServerSocket(int port);根据指定的端口号开启服务器。Socket accept();等待客户端连接并获得与客户端关联的Socket对象 如果没有客户端连接,该方法会一直阻塞void close();关闭ServerSocket,一般不关闭
小结
- TCP如何建立连接: 在客户端创建Socket对象,指定服务器ip地址和端口号,就会自动连接,如果连接成功,就表示三次握手成功,程序继续执行,如果连接失败,就会报异常
- TCP如何传输数据: 使用Socket对象获得输出流写出数据,使用Socket对象获得输入流读取数据
实操–TCP通信案例1
需求
- 客户端向服务器发送字符串数据
路径
- 客户端实现步骤
- 创建客户端Socket对象并指定服务器地址和端口号
- 调用Socket对象的getOutputStream方法获得字节输出流对象
- 使用字节输出流对象的write方法往服务器端输出数据
- 关闭Socket对象断开连接。
- 服务器实现步骤
- 创建ServerSocket对象并指定端口号(相当于开启了一个服务器)
- 调用ServerSocket对象的accept方法等待客端户连接并获得对应Socket对象
- 调用Socket对象的getInputStream方法获得字节输入流对象
- 调用字节输入流对象的read方法读取客户端发送的数据
实现
-
客户端代码实现
public class Client { public static void main(String[] args) throws Exception{ // 创建Socket对象,指定服务器ip和端口号 Socket socket = new Socket("127.0.0.1",6666); // 通过socket对象获得输出流 OutputStream os = socket.getOutputStream(); // 写出数据 Scanner sc = new Scanner(System.in); String str = sc.nextLine(); os.write(str.getBytes()); // 关闭流,释放资源 socket.close(); } } -
服务端代码实现
// 服务器 public class Server { public static void main(String[] args) throws Exception{ // 创建ServerSocket对象,并指定端口号 ServerSocket ss = new ServerSocket(6666); // 调用accept()方法等待客户端连接,连接成功返回Socket对象 Socket socket = ss.accept(); // 通过Socket对象获得输入流 InputStream is = socket.getInputStream(); // 定义一个byte数组,用来存储读取到的字节数据 byte[] bys = new byte[1024]; int len = is.read(bys); // 打印数据 System.out.println(new String(bys,0,len)); // 关闭资源 socket.close(); ss.close();// 服务器一般不关闭 } }
小结
略
实操–TCP通信案例2
需求
- 客户端向服务器发送字符串数据,服务器回写字符串数据给客户端(模拟聊天)
路径
- 客户端实现步骤
- 创建客户端Socket对象并指定服务器地址和端口号
- 调用Socket对象的getOutputStream方法获得字节输出流对象
- 使用字节输出流对象的write方法往服务器端输出数据
- 调用Socket对象的getInputStream方法获得字节输入流对象
- 调用字节输入流对象的read方法读取服务器端返回的数据
- 关闭Socket对象断开连接。
- 服务器实现步骤
- 创建ServerSocket对象并指定端口号(相当于开启了一个服务器)
- 调用ServerSocket对象的accept方法等待客端户连接并获得对应Socket对象
- 调用Socket对象的getInputStream方法获得字节输入流对象
- 调用字节输入流对象的read方法读取客户端发送的数据
- 调用Socket对象的getOutputStream方法获得字节输出流对象
- 调用字节输出流对象的write方法往客户端输出数据
- 关闭Socket和ServerSocket对象
实现
- TCP客户端代码
/*
TCP客户端代码实现步骤
* 创建客户端Socket对象并指定服务器地址和端口号
* 调用Socket对象的getOutputStream方法获得字节输出流对象
* 调用字节输出流对象的write方法往服务器端输出数据
* 调用Socket对象的getInputStream方法获得字节输入流对象
* 调用字节输入流对象的read方法读取服务器端返回的数据
* 关闭Socket对象断开连接。
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 创建Socket对象,指定服务器ip和端口号
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",6666);
while (true) {
// 通过socket对象获得输出流
OutputStream os = socket.getOutputStream();
// 写出数据
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入向服务器发送的数据:");
String str = sc.nextLine();
os.write(str.getBytes());
// 通过Socket对象获得输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
// 定义一个byte数组,用来存储读取到的字节数据
byte[] bys = new byte[1024];
int len = is.read(bys);
// 打印数据
System.out.println(new String(bys,0,len));
}
// 关闭流,释放资源
//socket.close();
}
}
- 服务端代码实现
/**
TCP服务器端代码实现步骤
* 创建ServerSocket对象并指定端口号(相当于开启了一个服务器)
* 调用ServerSocket对象的accept方法等待客端户连接并获得对应Socket对象
* 调用Socket对象的getInputStream方法获得字节输入流对象
* 调用字节输入流对象的read方法读取客户端发送的数据
* 调用Socket对象的getOutputStream方法获得字节输出流对象
* 调用字节输出流对象的write方法往客户端输出数据
* 关闭Socket和ServerSocket对象
*/
public class Server {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 创建ServerSocket对象,并指定端口号
ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);
// 调用accept()方法等待客户端连接,连接成功返回Socket对象
Socket socket = ss.accept();
while (true) {
// 通过Socket对象获得输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
// 定义一个byte数组,用来存储读取到的字节数据
byte[] bys = new byte[1024];
int len = is.read(bys);
// 打印数据
System.out.println(new String(bys,0,len));
// 通过socket对象获得输出流
OutputStream os = socket.getOutputStream();
// 写出数据
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入向客户端发送的数据:");
String str = sc.nextLine();
os.write(str.getBytes());
}
// 关闭资源
//socket.close();
//ss.close();// 服务器一般不关闭
}
}
小结
略
第三章 综合案例
实操–文件上传案例
需求
- 使用TCP协议, 通过客户端向服务器上传一个文件
分析
-
【客户端】输入流，从硬盘读取文件数据到程序中。
-
【客户端】输出流，写出文件数据到服务端。
-
【服务端】输入流，读取文件数据到服务端程序。
-
【服务端】输出流，写出文件数据到服务器硬盘中。
-
【服务端】获取输出流，回写数据。
-
【客户端】获取输入流，解析回写数据。
实现
拷贝文件
public class Client {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 客户端:
// 1.创建Socket对象,指定服务器的ip地址和端口号
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",7777);
// 2.创建字节输入流对象,关联数据源文件路径
FileInputStream fis = new FileInputStream("day14\\aaa\\4.jpg");
// 3.通过Socket对象,获取输出流对象
OutputStream os = socket.getOutputStream();
// 4.定义一个字节数组,用来存储读取到的字节数据
byte[] bys = new byte[8192];
// 4.定义一个int类型的变量,用来存储读取到的字节个数
int len;
// 5.循环读取数据
while ((len = fis.read(bys)) != -1) {
// 6.在循环中,写出数据
os.write(bys,0,len);
}
// 7.关闭流,释放资源
fis.close();
socket.close();
}
}
public class Server {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 服务器:
// 1.创建ServerSocket对象,指定服务器端口号
ServerSocket ss = new ServerSocket(7777);
// 2.调用accept()方法,接收客户端的请求,建立连接,返回Socket对象
Socket socket = ss.accept();
// 3.通过Socekt对象获取字节输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
// 4.创建字节输出流对象,关联目的地文件路径
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day14\\bbb\\44.jpg");
// 5.定义一个字节数组,用来存储读取到的字节数据
byte[] bys = new byte[8192];
// 5.定义一个int类型的变量,用来存储读取到的字节个数
int len;
// 6.循环读取数据
while ((len = is.read(bys)) != -1) {
// 7.在循环中,写出数据
fos.write(bys,0,len);
}
// 8.关闭流,释放资源
fos.close();
socket.close();
}
}
文件上传成功后服务器回写字符串数据
// 客户端
public class Client {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 客户端:
// 1.创建Socket对象,指定服务器的ip地址和端口号
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",7777);
// 2.创建字节输入流对象,关联数据源文件路径
FileInputStream fis = new FileInputStream("day14\\aaa\\5.jpg");
// 3.通过Socket对象,获取输出流对象
OutputStream os = socket.getOutputStream();
// 4.定义一个字节数组,用来存储读取到的字节数据
byte[] bys = new byte[8192];
// 4.定义一个int类型的变量,用来存储读取到的字节个数
int len;
// 5.循环读取数据
while ((len = fis.read(bys)) != -1) {
// 6.在循环中,写出数据
os.write(bys,0,len);
}
// 告诉服务器,不再写数据了
socket.shutdownOutput();
System.out.println("==========开始接收服务器回写的数据========");
//7.通过Socket对象获取字节输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
//8.读取服务器回写的字符串数据
int len2 = is.read(bys);// 卡
System.out.println(new String(bys,0,len2));
// 9.关闭流,释放资源
fis.close();
socket.close();
}
}
// 服务器
public class Server {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 服务器:
// 1.创建ServerSocket对象,指定服务器端口号
ServerSocket ss = new ServerSocket(7777);
// 2.调用accept()方法,接收客户端的请求,建立连接,返回Socket对象
Socket socket = ss.accept();
// 3.通过Socekt对象获取字节输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
// 4.创建字节输出流对象,关联目的地文件路径
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day14\\bbb\\55.jpg");
// 5.定义一个字节数组,用来存储读取到的字节数据
byte[] bys = new byte[8192];
// 5.定义一个int类型的变量,用来存储读取到的字节个数
int len;
// 6.循环读取数据
while ((len = is.read(bys)) != -1) {// 卡
// 7.在循环中,写出数据
fos.write(bys,0,len);
}
// 问题: 服务器一直在等待读取客户端写过来的数据,无法回写数据给客户端???
// 原因: 服务器不知道客户端不会再写数据了
// 解决: 客户端要告诉服务器不会再写数据了
System.out.println("==========开始回写数据给客户端========");
//8.通过Socket对象获取输出流
OutputStream os = socket.getOutputStream();
//9.写出字符串数据给客户端("文件上传成功!")
os.write("文件上传成功!".getBytes());
// 10.关闭流,释放资源
fos.close();
socket.close();
}
}
优化文件上传案例
1.文件名固定----->优化 自动生成唯一的文件名
2.服务器只能接受一次 ----> 优化 死循环去接收请求,建立连接
3.例如:如果张三先和服务器建立连接,上传了一个2GB字节大小的文件
李四后和服务器建立连接,上传了一个2MB字节大小的文件
李四就必须等张三上传完毕,才能上传文件
优化---->多线程优化
张三上传文件,开辟一条线程
李四上传文件,开辟一条线程
// 服务器
public class Server {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 服务器:
// 1.创建ServerSocket对象,指定服务器端口号
ServerSocket ss = new ServerSocket(7777);
while (true){
// 2.调用accept()方法,接收客户端的请求,建立连接,返回Socket对象
Socket socket = ss.accept();
// 开启线程,执行文件上传的代码
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
FileOutputStream fos = null;
try{
// 3.通过Socekt对象获取字节输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
// 4.创建字节输出流对象,关联目的地文件路径
fos = new FileOutputStream("day14\\bbb\\"+System.currentTimeMillis()+".jpg");
// 5.定义一个字节数组,用来存储读取到的字节数据
byte[] bys = new byte[8192];
// 5.定义一个int类型的变量,用来存储读取到的字节个数
int len;
// 6.循环读取数据
while ((len = is.read(bys)) != -1) {// 卡
// 7.在循环中,写出数据
fos.write(bys,0,len);
}
// 问题: 服务器一直在等待读取客户端写过来的数据,无法回写数据给客户端???
// 原因: 服务器不知道客户端不会再写数据了
// 解决: 客户端要告诉服务器不会再写数据了
System.out.println("==========开始回写数据给客户端========");
//8.通过Socket对象获取输出流
OutputStream os = socket.getOutputStream();
//9.写出字符串数据给客户端("文件上传成功!")
os.write("文件上传成功!".getBytes());
}catch (Exception e){
}finally {
// 10.关闭流,释放资源
try {
if (fos != null) {
fos.close();
}
} catch (IOException e) {
}finally {
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}).start();
}
}
}
// 客户端
public class Client {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 客户端:
// 1.创建Socket对象,指定服务器的ip地址和端口号
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",7777);
// 2.创建字节输入流对象,关联数据源文件路径
FileInputStream fis = new FileInputStream("day14\\aaa\\5.jpg");
// 3.通过Socket对象,获取输出流对象
OutputStream os = socket.getOutputStream();
// 4.定义一个字节数组,用来存储读取到的字节数据
byte[] bys = new byte[8192];
// 4.定义一个int类型的变量,用来存储读取到的字节个数
int len;
// 5.循环读取数据
while ((len = fis.read(bys)) != -1) {
// 6.在循环中,写出数据
os.write(bys,0,len);
}
// 告诉服务器,不再写数据了
socket.shutdownOutput();
System.out.println("==========开始接收服务器回写的数据========");
//7.通过Socket对象获取字节输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
//8.读取服务器回写的字符串数据
int len2 = is.read(bys);// 卡
System.out.println(new String(bys,0,len2));
// 9.关闭流,释放资源
fis.close();
socket.close();
}
}
小结
略
实操–模拟B\S服务器 扩展
需求
- 模拟网站服务器，使用浏览器访问自己编写的服务端程序，查看网页效果。
分析
- 准备页面数据，web文件夹。
- 我们模拟服务器端，ServerSocket类监听端口，使用浏览器访问，查看网页效果
实现
浏览器工作原理是遇到图片会开启一个线程进行单独的访问,因此在服务器端加入线程技术。
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 通过读取浏览器端的请求信息,获取浏览器需要访问的页面的路径
// 1.创建ServerSocket对象,指定端口号为9999
ServerSocket ss = new ServerSocket(9999);
while (true) {
// 2.调用accept()方法,接收请求,建立连接,返回Socket对象
Socket socket = ss.accept();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
// 3.通过返回的Socket对象获取字节输入流,关联连接通道
InputStream is = socket.getInputStream();
// 4.把字节输入流转换为字符输入流
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
// 5.创建字符缓冲输入流
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
// 6.使用字符缓冲输入流读取第一行数据
String line = br.readLine();
// 7.使用空格对读取到的第一行数据进行分割
String[] arr = line.split(" ");
// 8.获取分割后数组中索引为1的元素,对其进行截取
String path = arr[1].substring(1);
System.out.println("浏览器需要访问的页面路径是:" + path);
// 服务器把浏览器需要访问的页面响应给浏览器
// 9.创建一个字节输入流,关联数据源文件路径
FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
// 10.通过Socket对象获得输出流,关联连接通道
OutputStream os = socket.getOutputStream();
// 11.定义一个变量,用来存储读取到的字节数据
byte[] bys = new byte[8192];
int len;
// 响应页面的时候需要同时把以下响应过去给浏览器
os.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());
os.write("Content-Type:text/html\r\n".getBytes());
os.write("\r\n".getBytes());
// 12.循环读取
while ((len = fis.read(bys)) != -1) {
// 13.在循环中,写出数据给浏览器
os.write(bys, 0, len);
}
// 关闭Socket对象,释放资源
fis.close();
socket.close();
} catch (IOException e) {
}
}
}).start();
}
}
/**
* 1.读取到浏览器端的请求信息
*
* @return
* @throws IOException
*/
private static Socket method01() throws IOException {
// 1.读取到浏览器端的请求信息
// 1.1 创建ServerSocket对象,指定端口号为9999
ServerSocket ss = new ServerSocket(9999);
// 1.2 调用accept()方法,接收请求,建立连接,返回Socket对象
Socket socket = ss.accept();
// 1.3 通过返回的Socket对象获取输入流,关联连接通道
InputStream is = socket.getInputStream();
// 1.4 使用输入流去读取数据
byte[] bys = new byte[8192];
int len = is.read(bys);
// 1.5 打印读取到的数据
System.out.println(new String(bys, 0, len));
/*
GET /day12/web/index.html HTTP/1.1
Host: localhost:9999
Connection: keep-alive
Cache-Control: max-age=0
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/78.0.3904.108 Safari/537.36
Sec-Fetch-User: ?1
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,**;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3
Sec-Fetch-Site: none
Sec-Fetch-Mode: navigate
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9
Cookie: Idea-7071e3d8=cc177568-5581-4562-aeac-26fcb6ca7e56
*/
return socket;
}
}
访问效果：
图解：
小结
略
第四章 NIO
知识点–NIO概述
目的
- 了解NIO的概述
路径
- 同步和异步
- 阻塞和非阻塞
讲解
在我们学习Java的NIO流之前，我们都要了解几个关键词
- 同步与异步（synchronous/asynchronous）：同步是一种可靠的有序运行机制，当我们进行同步操作时，后续的任务是等待当前调用返回，才会进行下一步；而异步则相反，其他任务不需要等待当前调用返回，通常依靠事件、回调等机制来实现任务间次序关系
- 同步: 调用方法之后,必须要得到一个返回值 例如: 买火车票,一定要买到票,才能继续下一步
- 异步: 调用方法之后,不需要有返回值,但是会有回调函数,回调函数指的是满足条件之后会自动执行的方法 例如: 买火车票, 不一定要买到票,我可以交代售票员,当有票的话,你就帮我出张票
- 阻塞与非阻塞：在进行阻塞操作时，当前线程会处于阻塞状态，无法从事其他任务，只有当条件就绪才能继续，比如ServerSocket新连接建立完毕，或者数据读取、写入操作完成；而非阻塞则是不管IO操作是否结束，直接返回，相应操作在后台继续处理
- 阻塞:如果没有达到方法的目的,就会一直停在那里(等待) , 例如: ServerSocket的accept()方法
- 非阻塞: 不管方法有没有达到目的,都直接往下执行(不等待)
- IO: 同步阻塞
- NIO: 同步非阻塞
- AIO: 异步非阻塞
在Java1.4之前的I/O系统中，提供的都是面向流的I/O系统，系统一次一个字节地处理数据，一个输入流产生一个字节的数据，一个输出流消费一个字节的数据，面向流的I/O速度非常慢，而在Java 1.4中推出了NIO，这是一个面向块的I/O系统，系统以块的方式处理数据，每一个操作在一步中产生或者消费一个数据，按块处理要比按字节处理数据快的多。
在 Java 7 中，NIO 有了进一步的改进，也就是 NIO 2\AIO，引入了异步非阻塞 IO 方式，也有很多人叫它 AIO（Asynchronous IO）。异步 IO 操作基于事件和回调机制，可以简单理解为，应用操作直接返回，而不会阻塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应线程进行后续工作。
NIO之所以是同步，是因为它的accept/read/write方法的内核I/O操作都会阻塞当前线程
首先，我们要先了解一下NIO的三个主要组成部分：Buffer（缓冲区）、Channel（通道）、Selector（选择器）
小结
- Buffer（缓冲区）、Channel（通道）、Selector（选择器）是NIO的三个部分
- NIO是在访问个数特别大的时候才使用的 , 比如流行的软件或者流行的游戏中会有高并发和大量连接.
第三章 Buffer类（缓冲区）
知识点–Buffer的概述和分类
目标
- 了解Buffer概述
路径
- Buffer的概述
- Buffer的分类
讲解
概述:Buffer是一个对象，它是对某种基本类型的数组进行了封装。
作用: 在NIO中，就是通过 Buffer 来读写数据的。所有的数据都是用Buffer来处理的，它是NIO读写数据的中转池, 通常使用字节数组。
Buffer主要有如下几种：
- ByteBuffer
- CharBuffer
- DoubleBuffer
- FloatBuffer
- IntBuffer
- LongBuffer
- ShortBuffer
小结
略
知识点–创建ByteBuffer
目标
- 掌握创建ByteBuffer对象
路径
- 创建ByteBuffer对象的三种方式
讲解
-
ByteBuffer类内部封装了一个byte[]数组，并可以通过一些方法对这个数组进行操作。
-
创建ByteBuffer对象
- 方式一：在堆中创建缓冲区：allocate(int capacity)
- 方式二: 在系统内存创建缓冲区：allocatDirect(int capacity)
- 方式三：通过数组创建缓冲区：wrap(byte[] arr)
-
案例演示:
-
方式一：在堆中创建缓冲区：allocate(int capacity)
public static void main(String[] args) { //创建堆缓冲区 ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(10); }
-
方式二: 在系统内存创建缓冲区：allocatDirect(int capacity)
public static void main(String[] args) { //创建直接缓冲区 ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(10); }-
在堆中创建缓冲区称为：间接缓冲区
-
在系统内存创建缓冲区称为：直接缓冲区
-
间接缓冲区的创建和销毁效率要高于直接缓冲区
-
间接缓冲区的工作效率要低于直接缓冲区
-
-
-
方式三：通过数组创建缓冲区：wrap(byte[] arr)
public static void main(String[] args) { byte[] byteArray = new byte[10]; ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.wrap(byteArray); }- 此种方式创建的缓冲区为：间接缓冲区
小结
略
知识点–添加数据-put
目标
- 掌握添加数据-put方法的使用
路径
- 添加数据-put方法的使用
讲解
-
public ByteBuffer put(byte b)：向当前可用位置添加数据。
-
public ByteBuffer put(byte[] byteArray)：向当前可用位置添加一个byte[]数组
-
public ByteBuffer put(byte[] byteArray,int offset,int len)：添加一个byte[]数组的一部分
public static void main(String[] args) { yteBuffer b1 = ByteBuffer.allocate(10); // 添加数据 b1.put((byte)11); b1.put((byte)12); b1.put((byte)13); // ByteBuffer转换为普通字节数组 byte[] bytes = b1.array(); System.out.println(Arrays.toString(bytes)); // 打印结果: [11, 12, 13, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] }public class Test_添加数据 { public static void main(String[] args) { ByteBuffer b1 = ByteBuffer.allocate(10); // 添加数据 b1.put((byte)11); b1.put((byte)12); b1.put((byte)13); // ByteBuffer转换为普通字节数组 byte[] bytes = b1.array(); System.out.println(Arrays.toString(bytes)); //打印结果: [11, 12, 13, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] System.out.println("======================="); byte[] b2 = {14,15,16}; // 添加数据 b1.put(b2); // ByteBuffer转换为普通字节数组 byte[] b = b1.array(); System.out.println(Arrays.toString(b)); //打印结果: [11, 12, 13, 14, 15, 16, 0, 0, 0, 0] } }public class Test_添加数据 { public static void main(String[] args) { ByteBuffer b1 = ByteBuffer.allocate(10); // 添加数据 b1.put((byte)11); b1.put((byte)12); b1.put((byte)13); // ByteBuffer转换为普通字节数组 byte[] bytes = b1.array(); System.out.println(Arrays.toString(bytes)); // 打印结果: [11, 12, 13, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] System.out.println("======================="); byte[] b2 = {14,15,16}; // 添加数据 b1.put(b2,0,1); // ByteBuffer转换为普通字节数组 byte[] b = b1.array(); System.out.println(Arrays.toString(b)); // 打印结果: [11, 12, 13, 14, 0, 0, 0, 0, 0, 0] } }
小结
略
知识点–容量-capacity
目标
- 掌握容量-capacity方法的使用
路径
- 容量-capacity方法的使用
讲解
-
Buffer的容量(capacity)是指：Buffer所能够包含的元素的最大数量。定义了Buffer后，容量是不可变的。
-
示例代码：
public static void main(String[] args) { ByteBuffer b1 = ByteBuffer.allocate(10); System.out.println("容量：" + b1.capacity());//10。之后不可改变 byte[] byteArray = {97, 98, 99, 100}; ByteBuffer b2 = ByteBuffer.wrap(byteArray); System.out.println("容量：" + b2.capacity());//4。之后不可改变 } -
结果：
容量：10 容量：4
小结
略
知识点–限制-limit
目标
- 掌握限制-limit方法的使用
路径
- 限制-limit方法的使用
讲解
-
限制limit是指：第一个不应该读取或写入元素的index索引。缓冲区的限制(limit)不能为负，并且不能大于容量。
-
有两个相关方法：
- public int limit()：获取此缓冲区的限制。
- public Buffer limit(int newLimit)：设置此缓冲区的限制。
-
示例代码：
public class Test_添加数据 { public static void main(String[] args) { ByteBuffer b1 = ByteBuffer.allocate(10); // 添加数据 b1.put((byte)10); // 获取限制 int limit1 = b1.limit(); System.out.println("limit1:"+limit1);// 10 // 设置限制 b1.limit(3); // 添加元素 b1.put((byte)20); b1.put((byte)30); // b1.put((byte)40);// 报异常,因为限制位置索引为3,所以再存14就会报异常:BufferOverflowException } }图示：
小结
略
知识点–位置-position
目标
- 掌握位置-position方法的使用
路径
- 位置-position方法的使用
讲解
-
位置position是指：当前可写入的索引。位置不能小于0，并且不能大于"限制"。
-
有两个相关方法：
- public int position()：获取当前可写入位置索引。
- public Buffer position(int p)：更改当前可写入位置索引。
-
示例代码：
public class Test_添加数据 { public static void main(String[] args) { ByteBuffer b1 = ByteBuffer.allocate(10); // 添加数据 b1.put((byte)11); // 获取当前位置索引 int position = b1.position(); System.out.println("position:"+position);// 1 // 设置当前位置索引 b1.position(5); b1.put((byte)22); b1.put((byte)33); System.out.println("position:"+b1.position());// 7 System.out.println(Arrays.toString(b1.array())); // 打印结果:[11, 0, 0, 0, 0, 22, 33, 0, 0, 0] } }
小结
略
知识点–标记-mark
目标
- 掌握标记-mark方法的使用
路径
- 标记-mark方法的使用
讲解
-
标记mark是指：当调用缓冲区的reset()方法时，会将缓冲区的position位置重置为该索引。
-
相关方法：
- public Buffer mark()：设置此缓冲区的标记为当前的position位置。
- public Buffer reset() : 将此缓冲区的位置重置为以前标记的位置。
-
示例代码：
public static void main(String[] args) { ByteBuffer b1 = ByteBuffer.allocate(10); // 添加数据 b1.put((byte)11); // 获取当前位置索引 int position = b1.position(); System.out.println("position:"+position);// 1 // 标记当前位置索引 b1.mark(); // 添加元素 b1.put((byte)22); b1.put((byte)33); // 获取当前位置索引 System.out.println("position:"+b1.position());// 3 System.out.println(Arrays.toString(b1.array())); // 打印结果:[11, 22, 33, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] // 重置当前位置索引 b1.reset(); // 获取当前位置索引 System.out.println("position:"+b1.position());// 1 // 添加元素 b1.put((byte)44); System.out.println(Arrays.toString(b1.array())); // 打印结果:[11, 44, 33, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] }
小结
-略
知识点–其它方法
目标
- 了解其它方法方法的使用
路径
- 其它方法的使用
讲解
- public int remaining()：获取position与limit之间的元素数。
- public boolean isReadOnly()：获取当前缓冲区是否只读。
- public boolean isDirect()：获取当前缓冲区是否为直接缓冲区。
- public Buffer rewind()：重绕此缓冲区。
- 将position位置设置为：0
- 限制limit不变。
- 丢弃标记。
- public Buffer clear()：还原缓冲区的状态。
- 将position设置为：0
- 将限制limit设置为容量capacity；
- 丢弃标记mark。
- public Buffer flip()：缩小limit的范围。
- 将limit设置为当前position位置；
- 将当前position位置设置为0；
- 丢弃标记。
public static void main(String[] args) {
//创建对象
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
//添加元素
buffer.put((byte)11);
buffer.put((byte)22);
buffer.put((byte)33);
//限制
buffer.limit(6);
//容量是10 位置是3 限制是6
System.out.println("容量是" + buffer.capacity() + " 位置是" + buffer.position() + " 限制是" + buffer.limit());
//还原
buffer.clear();
//容量是10 位置是0 限制是10
System.out.println("容量是" + buffer.capacity() + " 位置是" + buffer.position() + " 限制是" + buffer.limit());
}
public static void main(String[] args) {
//创建对象
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
//添加元素
buffer.put((byte)11);
buffer.put((byte)22);
buffer.put((byte)33);
//限制
buffer.limit(6);
//容量是10 位置是3 限制是6
System.out.println("容量是" + buffer.capacity() + " 位置是" + buffer.position() + " 限制是" + buffer.limit());
//切换
buffer.flip();
//容量是10 位置是0 限制是3
System.out.println("容量是" + buffer.capacity() + " 位置是" + buffer.position() + " 限制是" + buffer.limit());
}
小结
略
第四章 Channel（通道）
知识点–Channel概述
目标
- 理解Channel 的概述和分类
路径
- Channel 的概述
- Channel 的分类
讲解
Channel 的概述
Channel（通道）：Channel是一个对象，可以通过它读取和写入数据, 可以把它看做是IO中的流，不同的是：Channel是双向的, Channel对象既可以调用读取的方法, 也可以调用写出的方法 。
输入流: 读
输出流: 写
Channel: 读,写
Channel 的分类
在Java NIO中的Channel主要有如下几种类型：
- FileChannel：从文件读取数据的 输入流和输出流
- DatagramChannel：读写UDP网络协议数据 DatagramPackge
- SocketChannel：读写TCP网络协议数据 Socket
- ServerSocketChannel：可以监听TCP连接 ServerSocket
小结
略
知识点–FileChannel类的基本使用
目标
- 使用FileChannel类完成文件的复制
路径
- 获取FileChannel类的对象
- 使用FileChannel类完成文件的复制
讲解
获取FileChannel类的对象
-
java.nio.channels.FileChannel (抽象类)：用于读、写文件的通道。
-
FileChannel是抽象类，我们可以通过FileInputStream和FileOutputStream的getChannel()方法方便的获取一个它的子类对象。
FileInputStream fi=new FileInputStream(new File(src)); FileOutputStream fo=new FileOutputStream(new File(dst)); //获得传输通道channel FileChannel inChannel=fi.getChannel(); FileChannel outChannel=fo.getChannel();
使用FileChannel类完成文件的复制
- 我们将通过CopyFile这个示例让大家体会NIO的操作过程。CopyFile执行三个基本的操作：创建一个Buffer，然后从源文件读取数据到缓冲区，然后再将缓冲区写入目标文件。
public static void main(String[] args) throws Exception{
FileInputStream fis = new FileInputStream("day19\\aaa\\a.txt");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("day19\\aaa\\aCopy1.txt");
// 获得FileChannel管道对象
FileChannel c1 = fis.getChannel();
FileChannel c2 = fos.getChannel();
// 创建ByteBuffer数组
ByteBuffer b = ByteBuffer.allocate(1000);
// 循环读取数据
while ((c1.read(b)) != -1){// 读取的字节会填充postion到limit位置之间
// 重置 postion为0,limit为postion的位置
b.flip();
// 写出数据
c2.write(b);// 会把postion到limit之间的数据写出
// 还原
b.clear();// positon为:0 limit为: capacity 用于下次读取
}
// 释放资源
c2.close();
c1.close();
fos.close();
fis.close();
/*byte[] bys = new byte[8192];
int len;
while ((len = fis.read(bys)) != -1){
fos.write(bys,0,len);
}
fos.close();
fis.close();*/
}
小结
略
知识点–FileChannel结合MappedByteBuffer实现高效读写
目标
- MappedByteBuffer类的使用
路径
- MappedByteBuffer类的概述
- FileChannel结合MapppedByteBuffer复制2G以下文件
- FileChannel结合MapppedByteBuffer复制2G以上文件
讲解
MappedByteBuffer类的概述
-
上例直接使用FileChannel结合ByteBuffer实现的管道读写，但并不能提高文件的读写效率。
-
ByteBuffer有个抽象子类：MappedByteBuffer，它可以将文件直接映射至内存，把硬盘中的读写变成内存中的读写, 所以可以提高大文件的读写效率。
-
可以调用FileChannel的map()方法获取一个MappedByteBuffer，map()方法的原型：
MappedByteBuffer map(MapMode mode, long position, long size);
说明：将节点中从position开始的size个字节映射到返回的MappedByteBuffer中。
复制2GB以下的文件
- 复制d:\b.rar文件，此文件大概600多兆，复制完毕用时不到2秒。此例不能复制大于2G的文件，因为map的第三个参数被限制在Integer.MAX_VALUE(字节) = 2G。
public static void main(String[] args) throws Exception{
//java.io.RandomAccessFile类，可以设置读、写模式的IO流类。
//"r"表示：只读--输入流，只读就可以。
RandomAccessFile r1 = new RandomAccessFile("day19\\aaa\\a.txt","r");
//"rw"表示：读、写--输出流，需要读、写。
RandomAccessFile r2 = new RandomAccessFile("day19\\aaa\\aCopy2.txt","rw");
// 获得FileChannel管道对象
FileChannel c1 = r1.getChannel();
FileChannel c2 = r2.getChannel();
// 获取文件的大小
long size = c1.size();
// 直接把硬盘中的文件映射到内存中
MappedByteBuffer b1 = c1.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, size);
MappedByteBuffer b2 = c2.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, size);
// 循环读取数据
for (long i = 0; i < size; i++) {
// 读取字节
byte b = b1.get();
// 保存到第二个数组中
b2.put(b);
}
// 释放资源
c2.close();
c1.close();
r2.close();
r1.close();
}
-
代码说明：
-
map()方法的第一个参数mode：映射的三种模式，在这三种模式下得到的将是三种不同的MappedByteBuffer：三种模式都是Channel的内部类MapMode中定义的静态常量，这里以FileChannel举例：
1). FileChannel.MapMode.READ_ONLY：得到的镜像只能读不能写（只能使用get之类的读取Buffer中的内容）；2). FileChannel.MapMode.READ_WRITE：得到的镜像可读可写（既然可写了必然可读），对其写会直接更改到存储节点；
3). FileChannel.MapMode.PRIVATE：得到一个私有的镜像，其实就是一个(position, size)区域的副本罢了，也是可读可写，只不过写不会影响到存储节点，就是一个普通的ByteBuffer了！！
-
为什么使用RandomAccessFile？
1). 使用InputStream获得的Channel可以映射，使用map时只能指定为READ_ONLY模式，不能指定为READ_WRITE和PRIVATE，否则会抛出运行时异常！
2). 使用OutputStream得到的Channel不可以映射！并且OutputStream的Channel也只能write不能read！
3). 只有RandomAccessFile获取的Channel才能开启任意的这三种模式！
复制2GB以上的文件
- 下例使用循环，将文件分块，可以高效的复制大于2G的文件
public static void main(String[] args) throws Exception{
//java.io.RandomAccessFile类，可以设置读、写模式的IO流类。
//"r"表示：只读--输入流，只读就可以。
RandomAccessFile r1 = new RandomAccessFile("H:\\课堂资料.zip","r");
//"rw"表示：读、写--输出流，需要读、写。
RandomAccessFile r2 = new RandomAccessFile("H:\\课堂资料2.zip","rw");
// 获得FileChannel管道对象
FileChannel c1 = r1.getChannel();
FileChannel c2 = r2.getChannel();
// 获取文件的大小
long size = c1.size();
// 每次期望复制500M
int everySize = 1024*1024*500;
// 总共需要复制多少次
long count = size % everySize == 0 ? size/everySize : size/everySize+1;
// 开始复制
for (long i = 0; i < count; i++) {
// 每次开始复制的位置
long start = everySize*i;
// 每次复制的实际大小
long trueSize = size - start > everySize ? everySize : size - start;
// 直接把硬盘中的文件映射到内存中
MappedByteBuffer b1 = c1.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, start, trueSize);
MappedByteBuffer b2 = c2.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, start, trueSize);
// 循环读取数据
for (long j = 0; j < trueSize; j++) {
// 读取字节
byte b = b1.get();
// 保存到第二个数组中
b2.put(b);
}
}
// 释放资源
c2.close();
c1.close();
r2.close();
r1.close();
}
小结
略
知识点–ServerSocketChannel和SocketChannel创建连接
目标
- ServerSocketChannel和SocketChannel创建连接
路径
- SocketChannel创建连接
- ServerSocketChanne创建连接
讲解
SocketChannel创建连接
-
客户端：SocketChannel类用于连接的客户端，它相当于：Socket。
1). 先调用SocketChannel的open()方法打开通道：
SocketChannel socket = SocketChannel.open()2). 调用SocketChannel的实例方法connect(SocketAddress add)连接服务器：
socket.connect(new InetSocketAddress("localhost", 8888));示例：客户端连接服务器：
public class Client { public static void main(String[] args) throws Exception { SocketChannel socket = SocketChannel.open(); socket.connect(new InetSocketAddress("localhost", 8888)); System.out.println("后续代码......"); } }
ServerSocketChanne创建连接
-
服务器端：ServerSocketChannel类用于连接的服务器端，它相当于：ServerSocket。
-
调用ServerSocketChannel的静态方法open()就可以获得ServerSocketChannel对象, 但并没有指定端口号, 必须通过其套接字的bind方法将其绑定到特定地址，才能接受连接。
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open() -
调用ServerSocketChannel的实例方法bind(SocketAddress add)：绑定本机监听端口，准备接受连接。
注：java.net.SocketAddress(抽象类)：代表一个Socket地址。
我们可以使用它的子类：java.net.InetSocketAddress(类)
构造方法：InetSocketAddress(int port)：指定本机监听端口。
serverChannel.bind(new InetSocketAddress(8888)); -
调用ServerSocketChannel的实例方法accept()：等待连接。
SocketChannel accept = serverChannel.accept(); System.out.println("后续代码...");示例：服务器端等待连接(默认-阻塞模式)
public class Server { public static void main(String[] args) throws Exception{ ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open(); serverChannel.bind(new InetSocketAddress(8888)); System.out.println("【服务器】等待客户端连接..."); SocketChannel accept = serverChannel.accept(); System.out.println("后续代码......"); } }运行后结果：
【服务器】等待客户端连接... -
我们可以通过ServerSocketChannel的configureBlocking(boolean b)方法设置accept()是否阻塞
public class Server { public static void main(String[] args) throws Exception { ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open(); ssc.bind(new InetSocketAddress(8888)); System.out.println("【服务器】等待客户端连接..."); //设置非阻塞连接 ssc.configureBlocking(false);// 写成false叫非阻塞, 写成true叫阻塞 while(true) { //获取客户端连接 SocketChannel sc = ssc.accept(); if(sc != null){ //不等于null说明连接上了客户端 System.out.println("连接上了。。"); //读取数据操作 break; }else{ //没连接上客户端 System.out.println("打会儿游戏~"); Thread.sleep(2000); } } } }运行后结果：
【服务器】等待客户端连接... 打会儿游戏~ 有客户端来了就输出: 连接上了。。
小结
略
知识点–NIO网络编程收发信息
目标
- 使用ServerSocketChannel代替之前的ServerSocket，来完成网络编程的收发数据。
路径
- 书写服务器代码
- 书写客户端代码
讲解
书写服务器代码
public class Server {
public static void main(String[] args) throws IOException{
//创建对象
//ServerSocket ss = new ServerSocket(8888);
//创建
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
//服务器绑定端口
ssc.bind(new InetSocketAddress(8888));
//连接上客户端
SocketChannel sc = ssc.accept();
//服务器端接受数据
//创建数组
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
//接收数据
int len = sc.read(buffer);
//打印结构
System.out.println(new String(buffer.array(),0,len));
//关闭资源
sc.close();
}
}
书写客户端代码
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//创建对象
//Socket s = new Socket("127.0.0.1",8888);
//创建对象
SocketChannel sc = SocketChannel.open();
//连接服务器
sc.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1",8888));
//客户端发数据
//创建数组
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
//数组中添加数据
buffer.put("你好啊~".getBytes());
//切换
buffer.flip();
//发出数据
sc.write(buffer);
//关流
sc.close();
}
}
小结
略
第五章 Selector(选择器)
知识点–多路复用的概念
目标
- 了解多路复用的概念
路径
- 服务器端的非多路复用效果
- 服务器端的多路复用效果
讲解
选择器Selector是NIO中的重要技术之一。它与SelectableChannel联合使用实现了非阻塞的多路复用。使用它可以节省CPU资源，提高程序的运行效率。
"多路"是指：服务器端同时监听多个“端口”的情况。每个端口都要监听多个客户端的连接。
-
服务器端的非多路复用效
如果不使用“多路复用”，服务器端需要开很多线程处理每个端口的请求。如果在高并发环境下，造成系统性能下降。
-
服务器端的多路复用效果
使用了多路复用，只需要一个线程就可以处理多个通道，降低内存占用率，减少CPU切换时间，在高并发、高频段业务环境下有非常重要的优势
小结
- 多路复用的意思就是一个Selector可以监听多个服务器端口。
知识点–选择器Selector的获取和注册
目标
- 理解Selector的作用以及基本使用
路径
- Selector选择器的概述和作用
- Selector选择器的获取
- 注册Channel到Selector
讲解
Selector选择器的概述和作用
概述: Selector被称为：选择器，也被称为：多路复用器，可以把多个Channel注册到一个Selector选择器上, 那么就可以实现利用一个线程来处理这多个Channel上发生的事件，并且能够根据事件情况决定Channel读写。这样，通过一个线程管理多个Channel，就可以处理大量网络连接了, 减少系统负担, 提高效率。因为线程之间的切换对操作系统来说代价是很高的，并且每个线程也会占用一定的系统资源。所以，对系统来说使用的线程越少越好。
作用: 一个Selector可以监听多个Channel发生的事件, 减少系统负担 , 提高程序执行效率 .
Selector选择器的获取
Selector selector = Selector.open();
注册Channel到Selector
通过调用 channel.register(Selector sel, int ops)方法来实现注册：
channel.configureBlocking(false);// 设置非阻塞
SelectionKey key =channel.register(selector,SelectionKey.OP_READ);
register()方法的第二个参数：是一个int值，意思是在通过Selector监听Channel时对什么事件感兴趣。可以监听四种不同类型的事件，而且可以使用SelectionKey的四个常量表示：
-
连接就绪–常量：SelectionKey.OP_CONNECT
-
接收就绪–常量：SelectionKey.OP_ACCEPT (ServerSocketChannel在注册时只能使用此项)
-
读就绪–常量：SelectionKey.OP_READ
-
写就绪–常量：SelectionKey.OP_WRITE
注意：对于ServerSocketChannel在注册时，只能使用OP_ACCEPT，否则抛出异常。
-
案例演示; 监听一个通道
public class Test1 { public static void main(String[] args) throws Exception{ /* - Selector选择器的概述和作用 概述: Selector被称为：选择器，也被称为：多路复用器，可以把多个Channel注册到一个Selector选择器上, 那么就可以实现利用一个线程来处理这多个Channel上发生的事件，并且能够根据事件情况决定Channel读写。 作用: 一个Selector可以监听多个Channel发生的事件, 减少系统负担 , 提高程序执行效率 . - Selector选择器的获取 通过Selector.open()来获取Selector选择器对象 - 注册Channel到Selector 通过Channel的register(Selector sel, int ops)方法把Channel注册到指定的选择器上 参数1: 表示选择器 参数2: 选择器要监听Channel的什么事件 注意: 1.对于ServerSocketChannel在注册时，只能使用OP_ACCEPT，否则抛出异常。 2.ServerSocketChannel要设置成非阻塞 */ // 获取ServerSocketChannel服务器通道对象 ServerSocketChannel ssc1 = ServerSocketChannel.open(); // 绑定端口号 ssc1.bind(new InetSocketAddress(7777)); // 设置非阻塞 ssc1.configureBlocking(false); // 获取Selector选择器对象 Selector selector = Selector.open(); // 把服务器通道的accept()交给选择器来处理 // 注册Channel到Selector选择器上 ssc1.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); } } -
示例：服务器创建3个通道，同时监听3个端口，并将3个通道注册到一个选择器中
public class Test2 {
public static void main(String[] args) throws Exception{
/*
把多个Channel注册到一个选择器上
*/
// 获取ServerSocketChannel服务器通道对象
ServerSocketChannel ssc1 = ServerSocketChannel.open();
// 绑定端口号
ssc1.bind(new InetSocketAddress(7777));
// 获取ServerSocketChannel服务器通道对象
ServerSocketChannel ssc2 = ServerSocketChannel.open();
// 绑定端口号
ssc2.bind(new InetSocketAddress(8888));
// 获取ServerSocketChannel服务器通道对象
ServerSocketChannel ssc3 = ServerSocketChannel.open();
// 绑定端口号
ssc3.bind(new InetSocketAddress(9999));
// 设置非阻塞
ssc1.configureBlocking(false);
ssc2.configureBlocking(false);
ssc3.configureBlocking(false);
// 获取Selector选择器对象
Selector selector = Selector.open();
// 把服务器通道的accept()交给选择器来处理
// 注册Channel到Selector选择器上
ssc1.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
ssc2.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT);
ssc3.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT);
}
}
接下来，就可以通过选择器selector操作三个通道了。
小结
略
知识点–Selector的常用方法
目标
- Selector的常用方法
路径
- Selector的select()方法
- Selector的selectedKeys()方法
- Selector的keys()方法
讲解
Selector的select()方法:
-
作用: 服务器等待客户端连接的方法
-
阻塞问题:
- 在连接到第一个客户端之前,会一直阻塞
- 当连接到客户端后,如果客户端没有被处理,该方法会计入不阻塞状态
- 当连接到客户端后,如果客户端有被处理,该方法又会进入阻塞状态
public class Server1 { public static void main(String[] args) throws Exception { /* - Selector的select()方法 作用:服务器等待客户端连接的方法 阻塞: 1.在没有客户端连接之前该方法会一直阻塞 2.当连接到客户端后没有被处理,该方法就会进入不阻塞状态 3.当连接到客户端后有被处理,该方法就会进入阻塞状态 */ // 获取ServerSocketChannel服务器通道对象 ServerSocketChannel ssc1 = ServerSocketChannel.open(); // 绑定端口号 ssc1.bind(new InetSocketAddress(7777)); // 获取ServerSocketChannel服务器通道对象 ServerSocketChannel ssc2 = ServerSocketChannel.open(); // 绑定端口号 ssc2.bind(new InetSocketAddress(8888)); // 获取ServerSocketChannel服务器通道对象 ServerSocketChannel ssc3 = ServerSocketChannel.open(); // 绑定端口号 ssc3.bind(new InetSocketAddress(9999)); // 设置非阻塞 ssc1.configureBlocking(false); ssc2.configureBlocking(false); ssc3.configureBlocking(false); // 获取Selector选择器对象 Selector selector = Selector.open(); // 把服务器通道的accept()交给选择器来处理 // 注册Channel到Selector选择器上 ssc1.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); ssc2.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); ssc3.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 死循环一直接受客户端的连接请求 while (true) { System.out.println(1); // 服务器等待客户端的连接 selector.select();// 阻塞 System.out.println(2); // 处理客户端请求的代码--->暂时看不懂,先放着 Set<SelectionKey> keySet = selector.selectedKeys();// 存储所有被连接的服务器Channel对象 for (SelectionKey key : keySet) { ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel)key.channel(); SocketChannel sc = ssc.accept(); System.out.println("...开始处理,接受数据,代码省略..."); //... } } } }
Selector的selectedKeys()方法
-
获取已连接的所有通道集合
public class Server2 { public static void main(String[] args) throws Exception { /* - Selector的selectedKeys()方法 作用: 获取所有被连接的服务器Channel对象的Set集合 该Set集合中的元素类型是SelectionKey,该SelectionKey类其实就是对Channel的一个封装 如何获取被连接的服务器Channel对象: 遍历所有被连接的服务器Channel对象的Set集合 获取该集合中的SelectionKey对象 根据SelectionKey对象调用channel方法,获得服务器Channel对象 - Selector的keys()方法 */ // 获取ServerSocketChannel服务器通道对象 ServerSocketChannel ssc1 = ServerSocketChannel.open(); // 绑定端口号 ssc1.bind(new InetSocketAddress(7777)); // 获取ServerSocketChannel服务器通道对象 ServerSocketChannel ssc2 = ServerSocketChannel.open(); // 绑定端口号 ssc2.bind(new InetSocketAddress(8888)); // 获取ServerSocketChannel服务器通道对象 ServerSocketChannel ssc3 = ServerSocketChannel.open(); // 绑定端口号 ssc3.bind(new InetSocketAddress(9999)); // 设置非阻塞 ssc1.configureBlocking(false); ssc2.configureBlocking(false); ssc3.configureBlocking(false); // 获取Selector选择器对象 Selector selector = Selector.open(); // 把服务器通道的accept()交给选择器来处理 // 注册Channel到Selector选择器上 ssc1.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); ssc2.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); ssc3.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 获取所有被连接的服务器Channel对象的Set集合 // 该Set集合中的元素类型是SelectionKey,该SelectionKey类其实就是对Channel的一个封装 Set<SelectionKey> keySet = selector.selectedKeys(); System.out.println("被连接的服务器对象有多少个:"+keySet.size());// 0 // 死循环一直接受客户端的连接请求 while (true) { System.out.println(1); // 服务器等待客户端的连接 selector.select();// 阻塞 System.out.println(2); System.out.println("被连接的服务器对象个数:"+keySet.size());// 有多少个客户端连接服务器成功,就打印几 // 处理客户端请求的代码--->暂时看不懂,先放着 // 获取所有被连接的服务器Channel对象的集合 /*SetkeySet = selector.selectedKeys(); // 遍历所有被连接的服务器Channel对象,拿到每一个SelectionKey for (SelectionKey key : keySet) { // 根据SelectionKey获取服务器Channel对象 ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel)key.channel(); // 获得客户端Channel对象 SocketChannel sc = ssc.accept(); // 处理 System.out.println("...开始处理,接受数据,代码省略..."); //... }*/ } } }
Selector的keys()方法
-
获取已注册的所有通道集合
public class Server3 { public static void main(String[] args) throws Exception { /* - Selector的keys()方法 获取所有被注册的服务器Channel对象的Set集合 该Set集合中的元素类型是SelectionKey,该SelectionKey类其实就是对Channel的一个封装 */ // 获取ServerSocketChannel服务器通道对象 ServerSocketChannel ssc1 = ServerSocketChannel.open(); // 绑定端口号 ssc1.bind(new InetSocketAddress(7777)); // 获取ServerSocketChannel服务器通道对象 ServerSocketChannel ssc2 = ServerSocketChannel.open(); // 绑定端口号 ssc2.bind(new InetSocketAddress(8888)); // 获取ServerSocketChannel服务器通道对象 ServerSocketChannel ssc3 = ServerSocketChannel.open(); // 绑定端口号 ssc3.bind(new InetSocketAddress(9999)); // 设置非阻塞 ssc1.configureBlocking(false); ssc2.configureBlocking(false); ssc3.configureBlocking(false); // 获取Selector选择器对象 Selector selector = Selector.open(); // 把服务器通道的accept()交给选择器来处理 // 注册Channel到Selector选择器上 ssc1.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); ssc2.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); ssc3.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 获取所有被连接的服务器Channel对象的Set集合 // 该Set集合中的元素类型是SelectionKey,该SelectionKey类其实就是对Channel的一个封装 Set<SelectionKey> keySet = selector.selectedKeys(); System.out.println("被连接的服务器对象有多少个:"+keySet.size());// 0 // 获取所有被注册的服务器Channel对象的Set集合 // 该Set集合中的元素类型是SelectionKey,该SelectionKey类其实就是对Channel的一个封装 Set<SelectionKey> keys = selector.keys(); System.out.println("被注册的服务器对象有多少个:"+keys.size()); // 3 // 死循环一直接受客户端的连接请求 while (true) { System.out.println(1); // 服务器等待客户端的连接 selector.select();// 阻塞 System.out.println(2); System.out.println("被连接的服务器对象个数:"+keySet.size());// 有多少个客户端连接服务器成功,就打印几 System.out.println("被注册的服务器对象个数:"+keys.size());// 选择器上注册了多少个服务器Channel,就打印几 } } }
小结
略
实操–Selector多路复用
需求
- 使用Selector进行多路复用,监听3个服务器端口
分析
- 创建3个服务器通道,设置成非阻塞
- 获取Selector选择器
- 把Selector注册到三个服务器通道上
- 循环去等待客户端连接
- 遍历所有被连接的服务器通道集合
- 处理客户端请求
实现
-
案例:
public class Server1 { public static void main(String[] args) throws Exception { /* 需求: 使用Selector进行多路复用,监听3个服务器端口 分析: 1.创建3个服务器Channel对象,并绑定端口号 2.把3个服务器Channel对象设置成非阻塞 3.获得Selector选择器 4.把3个个服务器Channel对象对象注册到同一个Selector选择器上,指定监听事件 5.死循环去等待客户端的连接 6.获取所有被连接的服务器Channel对象的Set集合 7.循环遍历所有被连接的服务器Channel对象 8.处理客户端的请求 */ // 1.创建3个服务器Channel对象,并绑定端口号 ServerSocketChannel ssc1 = ServerSocketChannel.open(); ssc1.bind(new InetSocketAddress(7777)); ServerSocketChannel ssc2 = ServerSocketChannel.open(); ssc2.bind(new InetSocketAddress(8888)); ServerSocketChannel ssc3 = ServerSocketChannel.open(); ssc3.bind(new InetSocketAddress(9999)); // 2.把3个服务器Channel对象设置成非阻塞 ssc1.configureBlocking(false); ssc2.configureBlocking(false); ssc3.configureBlocking(false); // 3.获得Selector选择器 Selector selector = Selector.open(); // 4.把3个个服务器Channel对象对象注册到同一个Selector选择器上,指定监听事件 ssc1.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); ssc2.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); ssc3.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 5.死循环去等待客户端的连接 while (true) { // 服务器等待客户端连接 System.out.println(1); selector.select(); // 6.获取所有被连接的服务器Channel对象的Set集合 Set<SelectionKey> keySet = selector.selectedKeys(); // 2 // 7.循环遍历所有被连接的服务器Channel对象,获取每一个被连接的服务器Channel对象 for (SelectionKey key : keySet) {// 遍历出7777端口 8888端口 // 8.由于SelectionKey是对Channel的封装,所以我们得根据key获取被连接的服务器Channel对象 ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel)key.channel(); // 9.处理客户端的请求 // 9.1 获取连接的客户端对象 SocketChannel sc = ssc.accept(); // 9.2 创建ByteBuffer缓冲数组 ByteBuffer b = ByteBuffer.allocate(1024); // 9.3 读取数据 int len = sc.read(b);// 把读取到的字节数据存储到b缓冲数组中,返回读取到的字节个数 // 9.4 打印输出 System.out.println(new String(b.array(), 0, len)); // 10. 释放资源 sc.close(); } } /* - 问题: Selector把所有被连接的服务器对象放在了一个Set集合中,但是使用完后并没有删除, 导致在遍历集合时,遍历到已经没用的对象,出现了异常 - 解决办法: 使用完了,应该从集合中删除,由于遍历的同时不能删除,所以使用迭代器进行遍历 */ } } -
问题: Selector把所有被连接的服务器对象放在了一个Set集合中,但是使用完后并没有删除,导致在遍历集合时,遍历到已经没用的对象,出现了异常
-
解决办法: 使用完了,应该从集合中删除,由于遍历的同时不能删除,所以使用迭代器进行遍历
-
代码如下:
public class Server2 { public static void main(String[] args) throws Exception { /* 需求: 使用Selector进行多路复用,监听3个服务器端口 分析: 1.创建3个服务器Channel对象,并绑定端口号 2.把3个服务器Channel对象设置成非阻塞 3.获得Selector选择器 4.把3个个服务器Channel对象对象注册到同一个Selector选择器上,指定监听事件 5.死循环去等待客户端的连接 6.获取所有被连接的服务器Channel对象的Set集合 7.循环遍历所有被连接的服务器Channel对象 8.处理客户端的请求 - 问题: Selector把所有被连接的服务器对象放在了一个Set集合中,但是使用完后并没有删除, 导致在遍历集合时,遍历到已经没用的对象,出现了异常 - 解决办法: 使用完了,应该从集合中删除,由于遍历的同时不能删除,所以使用迭代器进行遍历 */ // 1.创建3个服务器Channel对象,并绑定端口号 ServerSocketChannel ssc1 = ServerSocketChannel.open(); ssc1.bind(new InetSocketAddress(7777)); ServerSocketChannel ssc2 = ServerSocketChannel.open(); ssc2.bind(new InetSocketAddress(8888)); ServerSocketChannel ssc3 = ServerSocketChannel.open(); ssc3.bind(new InetSocketAddress(9999)); // 2.把3个服务器Channel对象设置成非阻塞 ssc1.configureBlocking(false); ssc2.configureBlocking(false); ssc3.configureBlocking(false); // 3.获得Selector选择器 Selector selector = Selector.open(); // 4.把3个个服务器Channel对象对象注册到同一个Selector选择器上,指定监听事件 ssc1.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); ssc2.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); ssc3.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 5.死循环去等待客户端的连接 while (true) { // 服务器等待客户端连接 System.out.println(1); selector.select(); // 6.获取所有被连接的服务器Channel对象的Set集合 Set<SelectionKey> keySet = selector.selectedKeys(); // 7.循环遍历所有被连接的服务器Channel对象,获取每一个被连接的服务器Channel对象 Iterator<SelectionKey> it = keySet.iterator(); // 迭代器的快捷键: itit while (it.hasNext()){ // 遍历出来的SelectionKey SelectionKey key = it.next(); // 8.由于SelectionKey是对Channel的封装,所以我们得根据key获取被连接的服务器Channel对象 ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel)key.channel(); // 9.处理客户端的请求 // 9.1 获取连接的客户端对象 SocketChannel sc = ssc.accept(); // 9.2 创建ByteBuffer缓冲数组 ByteBuffer b = ByteBuffer.allocate(1024); // 9.3 读取数据 int len = sc.read(b);// 把读取到的字节数据存储到b缓冲数组中,返回读取到的字节个数 // 9.4 打印输出 System.out.println(new String(b.array(), 0, len)); // 10. 释放资源 sc.close(); // 用完了就得删除 it.remove(); } } } }
小结
略
第六章 NIO2-AIO(异步、非阻塞)
知识点–AIO概述
目标
- 了解AIO的概述
路径
- 同步,异步,阻塞,非阻塞概念回顾
- AIO相关类和方法介绍
讲解
同步,异步,阻塞,非阻塞概念回顾
- 同步：调用方法之后，必须要得到一个返回值。
- 异步：调用方法之后，没有返回值，但是会有回调函数。回调函数指的是满足条件之后会自动执行的方法
- 阻塞：如果没有达到方法的目的，就一直停在这里【等待】。
- 非阻塞：不管有没有达到目的，都直接【往下执行】。
AIO相关类和方法介绍
AIO是异步IO的缩写，虽然NIO在网络操作中，提供了非阻塞的方法，但是NIO的IO行为还是同步的。对于NIO来说，我们的业务线程是在IO操作准备好时，得到通知，接着就由这个线程自行进行IO操作，IO操作本身是同步的。
但是对AIO来说，则更加进了一步，它不是在IO准备好时再通知线程，而是在IO操作已经完成后，再给线程发出通知。因此AIO是不会阻塞的，此时我们的业务逻辑将变成一个回调函数，等待IO操作完成后，由系统自动触发。
与NIO不同，当进行读写操作时，只须直接调用API的read或write方法即可。这两种方法均为异步的，对于读操作而言，当有流可读取时，操作系统会将可读的流传入read方法的缓冲区，并通知应用程序；对于写操作而言，当操作系统将write方法传递的流写入完毕时，操作系统主动通知应用程序。 即可以理解为，read/write方法都是异步的，完成后会主动调用回调函数。 在JDK1.7中，这部分内容被称作NIO.2---->AIO，主要在Java.nio.channels包下增加了下面四个异步通道：
- AsynchronousSocketChannel
- AsynchronousServerSocketChannel
- AsynchronousFileChannel
- AsynchronousDatagramChannel
在AIO socket编程中，服务端通道是AsynchronousServerSocketChannel，这个类提供了一个open()静态工厂，一个bind()方法用于绑定服务端IP地址（还有端口号），另外还提供了accept()用于接收用户连接请求。在客户端使用的通道是AsynchronousSocketChannel,这个通道处理提供open静态工厂方法外，还提供了read和write方法。
在AIO编程中，发出一个事件（accept read write.connect等）之后要指定事件处理类（回调函数），AIO中的事件处理类是CompletionHandler
void completed(V result, A attachment); 成功
void failed(Throwable exc, A attachment);
小结
略
实操–AIO 同步连接同步读(没有意义,不要求写)
需求
- AIO同步写法,读取客户端写过来的数据
分析
- 获取AsynchronousServerSocketChannel对象,绑定端口
- 同步接收客户端请求
- 读取数据
实现
public static void main(String[] args) throws Exception {
//创建对象
AsynchronousServerSocketChannel assc = AsynchronousServerSocketChannel.open();
//绑定端口
assc.bind(new InetSocketAddress(8888));
//获取连接
//Future里面放的就是方法的结果
//********同步********
System.out.println("准备连接客户端");
Future<AsynchronousSocketChannel> future = assc.accept();
//Future方法需要调用get()方法获取真正的返回值
AsynchronousSocketChannel sc = future.get();
System.out.println("连接上了客户端");
//读取客户端发来的数据
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
//读取
//以前返回的是读取到的个数,真正的个数就在Future里面放着
//********同步********
System.out.println("准备读取数据");
Future<Integer> future2 = sc.read(buffer);
//获取真正的返回值
Integer len = future2.get();
System.out.println("读取到了数据");
//打印
System.out.println(new String(buffer.array(),0,len));
}
小结
实操–AIO 异步非阻塞连接
需求
- AIO异步非阻塞的连接方法
分析
- 获取AsynchronousServerSocketChannel对象,绑定端口
- 异步接收客户端请求
- void accept(A attachment, CompletionHandler
- 第一个参数: 附件,没啥用,传入null即可
- 第二个参数: CompletionHandler抽象类 ，AIO中的事件处理类
- void completed(V result, A attachment);异步连接成功,就会自动调用这个方法
- void failed(Throwable exc, A attachment);异步连接失败,就会自动调用这个方法
- void accept(A attachment, CompletionHandler
实现
- 服务器端：
public static void main(String[] args) throws IOException {
//服务器异步的连接方法
//创建对象
AsynchronousServerSocketChannel assc = AsynchronousServerSocketChannel.open();
//绑定端口
assc.bind(new InetSocketAddress(8000));
//【异步非阻塞】方式！！！！！连接客户端
System.out.println("11111111111");
assc.accept(null, new CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Object>() {
@Override
//回调函数,当成功连接了客户端之后,会自动回来调用这个方法
public void completed(AsynchronousSocketChannel result, Object attachment) {
//completed是完成,如果连接成功会自动调用这个方法
System.out.println("completed");
}
@Override
public void failed(Throwable exc, Object attachment) {
//failed是失败,如果连接失败会自动调用这个方法
}
});
System.out.println("22222222222");
//写一个死循环让程序别结束(因为程序结束了无法演示效果)
while(true){
}
}
小结
略
实操–AIO 异步非阻塞连接和异步读
需求
- 实现异步连接,异步读
分析
- 获取AsynchronousServerSocketChannel对象,绑定端口
- 异步接收客户端请求
- 在CompletionHandler的completed方法中异步读数据
实现
- 服务器端代码：
//异步非阻塞连接和读取
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建对象
AsynchronousServerSocketChannel assc = AsynchronousServerSocketChannel.open();
//绑定端口
assc.bind(new InetSocketAddress(8000));
//异步非阻塞连接！！！！
//第一个参数是一个附件
System.out.println(1);
assc.accept(null, new CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Object>() {
@Override
public void completed(AsynchronousSocketChannel s, Object attachment) {
//如果连接客户端成功,应该获取客户端发来的数据
//completed()的第一个参数表示的是Socket对象.
System.out.println(5);
//创建数组
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
//异步非阻塞读！！！！！
System.out.println(3);
s.read(buffer, null, new CompletionHandler<Integer, Object>() {
@Override
public void completed(Integer len, Object attachment) {
//读取成功会自动调用这个方法
//completed()方法的第一个参数是read()读取到的实际个数
//打印数据
System.out.println(6);
System.out.println(new String(buffer.array(),0,len));
}
@Override
public void failed(Throwable exc, Object attachment) {
}
});
System.out.println(4);
}
@Override
public void failed(Throwable exc, Object attachment) {
}
});
System.out.println(2);
//让程序别结束写一个死循环
while(true){
}
}
小结
略
实操–AIO 异步非阻塞客户端请求连接(没有意思)
需求
- 完成异步非阻塞客户端请求连接
分析
- 创建客户端对象
- 异步请求连接服务器
实现
public class Demo客户端AIO {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//客户端也有AIO对象
AsynchronousSocketChannel asc = AsynchronousSocketChannel.open();
System.out.println(1);
//指定要连接的服务器的ip和端口
asc.connect(new InetSocketAddress("123.23.44.3",8000), null, new CompletionHandler<Void, Object>() {
@Override
public void completed(Void result, Object attachment) {
//成功就执行这个方法
System.out.println(3);
}
@Override
public void failed(Throwable exc, Object attachment) {
//失败就执行这个方法
System.out.println(4);
}
});
System.out.println(2);
//写一个循环让main方法别结束
while(true){
}
}
}
如果连接成功：
1
2
3
如果连接失败：
1
2
4
小结
略
总结
- 能够辨别UDP和TCP协议特点
UDP: 面向无连接,传输数据不安全,速度快
TCP: 面向连接,传输数据安全,速度慢
- 能够说出TCP协议下两个常用类名称
Socket\ServerSocket
常用方法
- 能够编写TCP协议下字符串数据传输程序
- 客户端实现步骤
- 创建客户端Socket对象并指定服务器地址和端口号
- 调用Socket对象的getOutputStream方法获得字节输出流对象
- 使用字节输出流对象的write方法往服务器端输出数据
- 调用Socket对象的getInputStream方法获得字节输入流对象
- 调用字节输入流对象的read方法读取服务器端返回的数据
- 关闭Socket对象断开连接。
- 服务器实现步骤
- 创建ServerSocket对象并指定端口号(相当于开启了一个服务器)
- 调用ServerSocket对象的accept方法等待客端户连接并获得对应Socket对象
- 调用Socket对象的getInputStream方法获得字节输入流对象
- 调用字节输入流对象的read方法读取客户端发送的数据
- 调用Socket对象的getOutputStream方法获得字节输出流对象
- 调用字节输出流对象的write方法往客户端输出数据
- 关闭Socket和ServerSocket对象
- 能够理解TCP协议下文件上传案例
1. 【客户端】输入流，从硬盘读取文件数据到程序中。
2. 【客户端】输出流，写出文件数据到服务端。
3. 【服务端】输入流，读取文件数据到服务端程序。
4. 【服务端】输出流，写出文件数据到服务器硬盘中。
5. 【服务端】获取输出流，回写数据。
6. 【客户端】获取输入流，解析回写数据。
注意: 客户端上传文件的数据后,一定要调用shutDownOutput()方法,告诉服务器不会再写数据了
- 能够理解TCP协议下BS案例 了解
1. 准备页面数据，web文件夹。
2. 我们模拟服务器端，ServerSocket类监听端口，使用浏览器访问，查看网页效果
- 能够说出NIO的优点
IO: 同步阻塞
NIO: 同步非阻塞
NIO2\AIO: 异步非阻塞