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Java NIO应用实例
同步非阻塞IO （NIO）
- NIO是基于事件驱动思想的，实现上通常采用Reactor（http://en.wikipedia.org/wiki/Reactor_pattern）模式，从程序角度而言，当发起IO的读或写操作时，是非阻塞的；当socket有流可读或可写入socket时，操作系统会相应的通知引用程序进行处理，应用再将流读取到缓冲区或写入操作系统。
- 对于网络IO而言，主要有连接建立、流读取及流写入三种事件、linux2.6以后的版本使用epoll（http://lse.sourceforge.net/epoll/index.html）方式实现NIO。
- select/epoll的好处就在于单个process就可以同时处理多个网络连接的IO。它的基本原理就是select/epoll这个function会不断的轮询所负责的所有socket，当某个socket有数据到达了，就通知用户进程。
- 当用户进程调用了select，那么整个进程会被block，而同时，kernel会“监视”所有select负责的socket，当任何一个socket中的数据准备好了，select就会返回。这个时候用户进程再调用read操作，将数据从kernel拷贝到用户进程。用select的优势在于它可以同时处理多个connection。
server：
1 package org.windwant.nio; 2 3 import java.io.IOException; 4 import java.net.InetSocketAddress; 5 import java.net.ServerSocket; 6 import java.nio.ByteBuffer; 7 import java.nio.channels.SelectionKey; 8 import java.nio.channels.Selector; 9 import java.nio.channels.ServerSocketChannel; 10 import java.nio.channels.SocketChannel; 11 import java.util.Iterator; 12 import java.util.Set; 13 14 /** 15 * ServerSocketChannel 16 */ 17 public class NIOServer { 18 /*标识数字*/ 19 private int flag = 0; 20 /*缓冲区大小*/ 21 private int BLOCK = 2048; 22 /*接受数据缓冲区*/ 23 private ByteBuffer sendbuffer = ByteBuffer.allocate(BLOCK); 24 /*发送数据缓冲区*/ 25 private ByteBuffer receivebuffer = ByteBuffer.allocate(BLOCK); 26 private Selector selector; 27 28 public NIOServer(int port) throws IOException { 29 // 打开服务器套接字通道 30 31 ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); 32 // 服务器配置为非阻塞 33 34 serverSocketChannel.configureBlocking(false); 35 // 检索与此通道关联的服务器套接字 36 37 ServerSocket serverSocket = serverSocketChannel.socket(); 38 // 进行服务的绑定 39 40 serverSocket.bind(new InetSocketAddress(port)); 41 // 通过open()方法找到Selector 42 43 selector = Selector.open(); 44 // 注册到selector，等待连接 45 46 serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); 47 System.out.println("Server Start----8888:"); 48 } 49 50 51 // 监听 52 53 private void listen() throws IOException { 54 while (true) { 55 // 选择一组键，并且相应的通道已经打开 56 57 selector.select(); 58 // 返回此选择器的已选择键集。 59 60 Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys(); 61 Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator(); 62 while (iterator.hasNext()) { 63 SelectionKey selectionKey = iterator.next(); 64 iterator.remove(); 65 handleKey(selectionKey); 66 } 67 } 68 } 69 70 // 处理请求 71 72 private void handleKey(SelectionKey selectionKey) throws IOException { 73 // 接受请求 74 75 ServerSocketChannel server = null; 76 SocketChannel client = null; 77 String receiveText; 78 String sendText; 79 int count=0; 80 // 测试此键的通道是否已准备好接受新的套接字连接。 81 82 if (selectionKey.isAcceptable()) { 83 // 返回为之创建此键的通道。 84 85 server = (ServerSocketChannel) selectionKey.channel(); 86 // 接受到此通道套接字的连接。 87 88 // 此方法返回的套接字通道（如果有）将处于阻塞模式。 89 90 client = server.accept(); 91 // 配置为非阻塞 92 93 client.configureBlocking(false); 94 // 注册到selector，等待连接 95 96 client.register(selector, SelectionKey.OP_READ); 97 } else if (selectionKey.isReadable()) { 98 // 返回为之创建此键的通道。 99 100 client = (SocketChannel) selectionKey.channel(); 101 //将缓冲区清空以备下次读取 102 103 receivebuffer.clear(); 104 //读取服务器发送来的数据到缓冲区中 105 106 count = client.read(receivebuffer); 107 if (count > 0) { 108 receiveText = new String( receivebuffer.array(),0,count); 109 System.out.println("服务器端接受客户端数据--:"+receiveText); 110 client.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE); 111 } 112 } else if (selectionKey.isWritable()) { 113 //将缓冲区清空以备下次写入 114 115 sendbuffer.clear(); 116 // 返回为之创建此键的通道。 117 118 client = (SocketChannel) selectionKey.channel(); 119 120 121 sendText = "<h1>message from server: this is the test message!</h1>"; 122 123 // sendText="message from server--" + flag++; 124 //向缓冲区中输入数据 125 126 sendbuffer.put(sendText.getBytes()); 127 //将缓冲区各标志复位,因为向里面put了数据标志被改变要想从中读取数据发向服务器,就要复位 128 129 sendbuffer.flip(); 130 //输出到通道 131 132 client.write(sendbuffer); 133 System.out.println("服务器端向客户端发送数据--："+sendText); 134 client.register(selector, SelectionKey.OP_READ); 135 } 136 } 137 138 /** 139 * @param args 140 * @throws IOException 141 */ 142 public static void main(String[] args) throws IOException { 143 int port = 8888; 144 NIOServer server = new NIOServer(port); 145 server.listen(); 146 } 147 }
client：
1 package org.windwant.nio; 2 3 import java.io.IOException; 4 import java.net.InetSocketAddress; 5 import java.nio.ByteBuffer; 6 import java.nio.channels.SelectionKey; 7 import java.nio.channels.Selector; 8 import java.nio.channels.SocketChannel; 9 import java.util.Iterator; 10 import java.util.Set; 11 12 /** 13 * SocketChannel 14 */ 15 public class NIOClient { 16 /*标识数字*/ 17 private static int flag = 0; 18 /*缓冲区大小*/ 19 private static int BLOCK = 4096; 20 /*接受数据缓冲区*/ 21 private static ByteBuffer sendbuffer = ByteBuffer.allocate(BLOCK); 22 /*发送数据缓冲区*/ 23 private static ByteBuffer receivebuffer = ByteBuffer.allocate(BLOCK); 24 /*服务器端地址*/ 25 private final static InetSocketAddress SERVER_ADDRESS = new InetSocketAddress( 26 "localhost", 8888); 27 28 public static void main(String[] args) throws IOException { 29 // 打开socket通道 30 31 SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(); 32 // 设置为非阻塞方式 33 34 socketChannel.configureBlocking(false); 35 // 打开选择器 36 37 Selector selector = Selector.open(); 38 // 注册连接服务端socket动作 39 40 socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT); 41 // 连接 42 43 socketChannel.connect(SERVER_ADDRESS); 44 // 分配缓冲区大小内存 45 46 47 Set<SelectionKey> selectionKeys; 48 Iterator<SelectionKey> iterator; 49 SelectionKey selectionKey; 50 SocketChannel client; 51 String receiveText; 52 String sendText; 53 int count=0; 54 55 while (true) { 56 //选择一组键，其相应的通道已为 I/O 操作准备就绪。 57 58 //此方法执行处于阻塞模式的选择操作。 59 60 selector.select(); 61 //返回此选择器的已选择键集。 62 63 selectionKeys = selector.selectedKeys(); 64 //System.out.println(selectionKeys.size()); 65 66 iterator = selectionKeys.iterator(); 67 while (iterator.hasNext()) { 68 selectionKey = iterator.next(); 69 if (selectionKey.isConnectable()) { 70 System.out.println("client connect"); 71 client = (SocketChannel) selectionKey.channel(); 72 // 判断此通道上是否正在进行连接操作。 73 74 // 完成套接字通道的连接过程。 75 76 if (client.isConnectionPending()) { 77 client.finishConnect(); 78 System.out.println("完成连接!"); 79 sendbuffer.clear(); 80 sendbuffer.put("Hello,Server".getBytes()); 81 sendbuffer.flip(); 82 client.write(sendbuffer); 83 } 84 client.register(selector, SelectionKey.OP_READ); 85 } else if (selectionKey.isReadable()) { 86 client = (SocketChannel) selectionKey.channel(); 87 //将缓冲区清空以备下次读取 88 89 receivebuffer.clear(); 90 //读取服务器发送来的数据到缓冲区中 91 92 count=client.read(receivebuffer); 93 if(count>0){ 94 receiveText = new String( receivebuffer.array(),0,count); 95 System.out.println("客户端接受服务器端数据--:"+receiveText); 96 client.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE); 97 } 98 99 } else if (selectionKey.isWritable()) { 100 sendbuffer.clear(); 101 client = (SocketChannel) selectionKey.channel(); 102 sendText = "message from client--" + (flag++); 103 sendbuffer.put(sendText.getBytes()); 104 //将缓冲区各标志复位,因为向里面put了数据标志被改变要想从中读取数据发向服务器,就要复位 105 106 sendbuffer.flip(); 107 client.write(sendbuffer); 108 System.out.println("客户端向服务器端发送数据--："+sendText); 109 client.register(selector, SelectionKey.OP_READ); 110 } 111 } 112 selectionKeys.clear(); 113 } 114 } 115 }
项目地址：https://github.com/windwant/nio-test
Java NIO应用实例
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