【网络编程（二）】NIO快速入门

NIO

Java NIO 三大核心组件

1. Buffer（缓冲区）：每个客户端连接都会对应一个Buffer，读写数据通过缓冲区读写。
2. Channel（通道）：每个channel用于连接Buffer和Selector，通道可以进行双向读写。
3. Selector（选择器）：一个选择器对应多个通道，用于监听多个通道的事件。Selector可以监听所有的channel是否有数据要读取，当某个channel有数据时，就去处理，所有channel都没有数据时，线程可以去执行其他任务。

使用 NIO 模型操作 Socket 步骤：

1. 创建 ServerSocketChannel 服务器；
2. 创建多路复用器 Selector（每个操作系统创建出来的是不一样的 ，Windows创建的是 WindowsSelectorImpl）
3. ServerSocketChannel 将建立连接事件注册到 Selector中（register 方法往 EPollArrayWrapper 中添加元素）
4. 处理事件
   1. 如果是建立连接事件，则把客户端的读写请求也注册到Selector中；
   2. 如果是读写事件则按业务处理。

案例代码：

public class NioServer {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建服务器
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8888));
        serverSocketChannel.configureBlocking(false); // 配置成非阻塞式的channel
        // 创建一个IO多路复用选择器
        Selector selector = Selector.open();
        // 注册
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

        while (true) {
            // 阻塞的方法，返回值代表发生事件的通道的个数
            // 返回值 0 超时
            // -1 错误
            // select方法可以传递超时时间，如果不传的话是timeout最后会为-1表示不会超时
            selector.select();// 如果不设的话客户端不操作会一直阻塞在这
            // 只要走到这里，必然说明，发送了事情，有可读可写可连接的channel
            Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
            Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                SelectionKey selectionKey = iterator.next();
                // 这个事件处理完就删除
                if (selectionKey.isAcceptable()) {
                    // 有客户端来连接了
                    // 三次握手建立连接
                    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                    socketChannel.configureBlocking(false);
                    socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024));
                    System.out.println("某某客户端连接来啦");
                }

                if (selectionKey.isReadable()) {
                    SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
                    ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) selectionKey.attachment();
                    buffer.clear();
                    int read = socketChannel.read(buffer);
                    if (read == -1) { // 如果是可读事件，然后又没有数据，说明是客户端与服务器端的连接断开了，
                        // 这个时候我们关闭通道，不然选择器会一直监听通道，导致不必要的业务执行
                        socketChannel.close();
                    } else {
                        System.out.println(new String(buffer.array(), 0, buffer.position()));
                        System.out.println("有信息需要读取");
                    }
                }
                iterator.remove();
            }
        }

    }
}

doSelect 方法是由 WindowsSelectorImpl 类去实现的，这是select方法最后执行的方法，因为加了互斥锁，也是为什么说这里同步阻塞的原因。

俩问题：

• 当 Selector.select() 方法返回后，它会返回一组 SelectionKey 对象，这些对象代表了已经就绪的 I/O 通道，即对应的文件描述符上有事件发生。这些 SelectionKey 对象Key用来处理对应的事件。但是，如果不将已经处理过的 SelectionKey 对象从 Selector 中删除，下次调用 Selector.select() 方法时，这些已经处理过的 SelectionKey 对象扔然会被返回，导致多余的事件处理，影响性能问题。

• 删除的话，我们可以通过 SelectionKey.cancel() 方法来实现，并且使得对应的通道（即文件描述符）不再被Selector监视。（这是有问题的，这样的话以后这个 SelectionKey 就不会再被监听了）可以在迭代器使用的时候对其进行删除。

Netty 封装好后就帮我们解决了这种问题，不会出现事件处理完后续还会一直处理的现象。