一、NIO模式的基本原理：
服务端：
首先，服务端打开一个通道（ServerSocketChannel），并向通道中注册一个通道调度器（Selector）；然后向通道调度器注册感兴趣的事件SelectionKey(如：OP_ACCEPT)，接着就可以使用通道调度器（Selector）轮询通道（ServerSocketChannel）上注册的事件，并进行相应的处理。
客户端：
客户端在请求与服务端通信时，也可以像服务器端一样注册感兴趣的事件（比服务端少了SelectionKey.OP_ACCEPT事件），并通过轮询来处理指定的事件，而不必阻塞。
服务端和客户端各自维护一个通道调度器（Selector）对象，该对象能检测一个或多个通道 (channel) 上的事件。我们以服务端为例，如果服务端的selector上注册了读事件，某时刻客户端给服务端发送了一些数据，NIO的服务端会在selector中添加一个读事件。服务端的处理线程会轮询地访问selector，如果访问selector时发现有感兴趣的事件到达，则处理这些事件，如果没有感兴趣的事件到达，则处理线程会一直阻塞直到感兴趣的事件到达为止。
二、基于NIO的简单Socket通信实例
服务端：
package cn.nio;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
/**
*
* @author*/
public class NIOServer {
//通道调度器
private Selector selector;
/**
* 获得一个ServerSocket通道，并对该通道做一些初始化的工作
* @param port 绑定的端口号
* @throws IOException
*/
public void initServer(int port) throws IOException {
// 获得一个ServerSocket通道
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
// 设置通道为非阻塞
serverChannel.configureBlocking(false);
// 将该通道对应的ServerSocket绑定到port端口
serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
// 获得一个通道调度器
this.selector = Selector.open();
//将通道调度器和该通道绑定，并为该通道注册SelectionKey.OP_ACCEPT事件,注册该事件后，
//当该事件到达时，selector.select()会返回，如果该事件没到达selector.select()会一直阻塞。
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
}
/**
* 采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件，如果有，则进行处理
* @throws IOException
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public void listen() throws IOException {
System.out.println("server start success");
// 轮询访问selector
while (true) {
//当注册的事件到达时，方法返回；否则,该方法会一直阻塞
selector.select();
// 获得selector中选中的项的迭代器，选中的项为注册的事件
Iterator ite = this.selector.selectedKeys().iterator();
while (ite.hasNext()) {
SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();
// 删除已选的key,以防重复处理
ite.remove();
// 客户端请求连接事件
if (key.isAcceptable()) {
ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key
.channel();
// 获得和客户端连接的通道
SocketChannel channel = server.accept();
// 设置成非阻塞
channel.configureBlocking(false);
//在这里可以给客户端发送信息哦
channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("send a message to client").getBytes()));
//在和客户端连接成功之后，为了可以接收到客户端的信息，需要给通道设置读的权限。
channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);
// 获得了可读的事件
} else if (key.isReadable()) {
read(key);
}
}
}
}
/**
* 处理读取客户端发来的信息 的事件
* @param key
* @throws IOException
*/
public void read(SelectionKey key) throws IOException{
// 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道
SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
// 创建读取的缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
channel.read(buffer);
byte[] data = buffer.array();
String msg = new String(data).trim();
System.out.println("received message from client："+msg);
ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes());
channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端
}
/**
* 启动服务端测试
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
NIOServer server = new NIOServer();
server.initServer(8000);
server.listen();
}
}
客户端：
1 package com.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
11 /**
12 *
13 * @author 14 */
15 public class NIOClient {
16 //通道调度器
17 private Selector selector;
18
19 /**
20 * 获得一个Socket通道，并对该通道做一些初始化的工作
21 * @param ip 连接的服务器的ip
22 * @param port 连接的服务器的端口号
23 * @throws IOException
24 */
25 public void initClient(String ip,int port) throws IOException {
26 // 获得一个Socket通道
27 SocketChannel channel = SocketChannel.open();
28 // 设置通道为非阻塞
29 channel.configureBlocking(false);
30 // 获得一个通道调度器
31 this.selector = Selector.open();
32
33 // 客户端连接服务器,其实方法执行并没有实现连接，需要在listen（）方法中调
34 //用channel.finishConnect();才能完成连接
35 channel.connect(new InetSocketAddress(ip,port));
36 //将通道调度器和该通道绑定，并为该通道注册SelectionKey.OP_CONNECT事件。
37 channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);
38 }
39
40 /**
41 * 采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件，如果有，则进行处理
42 * @throws IOException
43 */
44 @SuppressWarnings("unchecked")
45 public void listen() throws IOException {
46 // 轮询访问selector
47 while (true) {
48 selector.select();
49 // 获得selector中选中的项的迭代器
50 Iterator ite = this.selector.selectedKeys().iterator();
51 while (ite.hasNext()) {
52 SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();
53 // 删除已选的key,以防重复处理
54 ite.remove();
55 // 连接事件发生
56 if (key.isConnectable()) {
57 SocketChannel channel = (SocketChannel) key
58 .channel();
59 // 如果正在连接，则完成连接
60 if(channel.isConnectionPending()){
61 channel.finishConnect();
62
63 }
64 // 设置成非阻塞
65 channel.configureBlocking(false);
66
67 //在这里可以给服务端发送信息哦
68 channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("send a message to server").getBytes()));
69 //在和服务端连接成功之后，为了可以接收到服务端的信息，需要给通道设置读的权限。
70 channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);
71
72 // 获得了可读的事件
73 } else if (key.isReadable()) {
74 read(key);
75 }
76
77 }
78
79 }
80 }
81 /**
82 * 处理读取服务端发来的信息 的事件
83 * @param key
84 * @throws IOException
85 */
86 public void read(SelectionKey key) throws IOException{
87 //和服务端的read方法一样
88 }
89
90
91 /**
92 * 启动客户端测试
93 * @throws IOException
94 */
95 public static void main(String[] args) throws IOException {
96 NIOClient client = new NIOClient();
97 client.initClient("localhost",8000);
98 client.listen();
99 }
100
101 }
时间： 2024-10-14 21:09:05