阻塞IO与非阻塞IO
通常情况下的Socket都是阻塞式的， 程序的输入输出都会让当前线程进入阻塞状态， 因此服务器需要为每一个客户端都创建一个线程。
从JAVA1.4开始引入了NIO API， NIO可以实现非阻塞IO， 这样就可以使用一个线程处理所有的客户请求。
基于NIO的非阻塞Socket通信
服务器将用来监听客户端请求的channel注册到selector上，启动一个线程，使用selector的select()获取求情的客户端的channel数量，
当监听到有客户端请求时，就通过SelectionKey返回对应的客户端channel进行通信。
下面是一个非常简单的例子，
服务器端
1 package niochat;
2
3 import java.io.IOException;
4 import java.net.InetSocketAddress;
5 import java.nio.ByteBuffer;
6 import java.nio.channels.Channel;
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.nio.charset.Charset;
12
13 public class NServer {
14 //用于检查所有channel状态的selector
15 private Selector selector = null;
16 static final int PORT = 3001;
17 private Charset charset = Charset.forName("utf-8");
18 public void init() throws IOException, InterruptedException {
19 selector = Selector.open();
20 //通过open方法打开一个未绑定的ServerSocketChannel实例
21 ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open();
22 InetSocketAddress isa = new InetSocketAddress("127.0.0.1", PORT);
23 server.bind(isa);
24 //设置非阻塞
25 server.configureBlocking(false);
26 //注册ServerSocketChannel到selector
27 server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
28 //select()返回一个key集合的元素个数,集合元素对应的channel正请求IO操作
29 int num = 0;
30 while ((num = selector.select()) > 0) {
31
32 //每次都返回1
33 System.out.println("当前selector.select()="+num);
34 Thread.sleep(1000);
35 //被选中的key集合selectedKeys表示需要进行IO处理的channel集合
36 for (SelectionKey sk : selector.selectedKeys()) {
37 //从selector上的已选择的key集合中删除正在处理的key
38 selector.selectedKeys().remove(sk);
39 //如果sk对应channel包含客户端连接请求
40 if (sk.isAcceptable()) {
41 //调用accept方法接受请求，产生一个服务器端的SocketChannel
42 //在非阻塞模式下，如果没有连接则直接返回null
43 SocketChannel sc = server.accept();
44 //设置非阻塞模式
45 sc.configureBlocking(false);
46 //将SocketChannel也注册到selector
47 sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
48 //再将sk对应的channel设置为请求准备接受其他请求
49 sk.interestOps(SelectionKey.OP_ACCEPT);
50 }
51
52 //如果sk对应的channel有数据需要读取
53 if (sk.isReadable()) {
54 //获取sk对应的channel
55 SocketChannel sc = (SocketChannel)sk.channel();
56 //channel中的数据必须先写入buffer中，然后才能写入进content中
57 ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(1024);
58 String content = "";
59 try {
60 while(sc.read(buff) > 0) {
61 //buffer 复位
62 buff.flip();
63 content += charset.decode(buff);
64 }
65 System.out.println("读取的数据："+ content);
66 //sk复位
67 sk.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
68 } //遇到channel有异常说明客户端有异常，取消注册此sk
69 catch (IOException ex) {
70 //从已选择key集合中取消sk,下一次select()时此channel将自动被删除
71 ex.printStackTrace();
72
73 sk.cancel();
74 if(sk.channel() != null) {
75 sk.channel().close();
76 }
77
78 }
79
80 if (content.length() > 0) {
81 //广播
82 for(SelectionKey key : selector.keys()) {
83 Channel targetChannel = key.channel();
84 if (targetChannel instanceof SocketChannel) {
85 SocketChannel dest = (SocketChannel)targetChannel;
86 dest.write(charset.encode(content));
87 }
88 }
89 }
90 }
91
92 }
93 }
94 }
95
96 public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
97 new NServer().init();
98 }
99 }
客户端
1 package niochat;
2
3 import java.io.IOException;
4 import java.net.InetSocketAddress;
5 import java.nio.ByteBuffer;
6 import java.nio.channels.Channel;
7 import java.nio.channels.SelectionKey;
8 import java.nio.channels.Selector;
9 import java.nio.channels.SocketChannel;
10 import java.nio.charset.Charset;
11 import java.util.Scanner;
12
13 public class NClient {
14 //定义检测SocketChannel的selector
15 private Selector selector = null;
16 private static final int PORT = 3001;
17 private Charset charset = Charset.forName("utf-8");
18 //客户端的SocketChannel
19 private SocketChannel sc = null;
20 public void init() throws IOException {
21 selector = Selector.open();
22 InetSocketAddress isa = new InetSocketAddress("127.0.0.1", PORT);
23 //调用open静态方法创建连接到指定主机的SocketChannel
24 sc = SocketChannel.open(isa);
25 sc.configureBlocking(false);
26 sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
27 //创建子线程读取服务器返回的数据
28 new ClientThread().start();
29 //键盘输入流
30 Scanner scan = new Scanner(System.in);
31 while (scan.hasNextLine()) {
32 String line = scan.nextLine();
33 //放进SocketChannel
34 sc.write(charset.encode(line));
35 }
36 }
37
38 private class ClientThread extends Thread {
39 public void run() {
40 try {
41 while (selector.select() > 0) {
42 //被选中的key集合selectedKeys表示需要进行IO处理的channel集合
43 for (SelectionKey sk : selector.selectedKeys()) {
44 //删除正在处理的key
45 selector.selectedKeys().remove(sk);
46 if (sk.isReadable()) {
47 SocketChannel sc = (SocketChannel)sk.channel();
48 ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(1024);
49 String content = "";
50 while (sc.read(buff) > 0) {
51 sc.read(buff);
52 buff.flip();
53 content += charset.decode(buff);
54 }
55 System.out.println("聊天信息:"+content);
56 sk.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
57 }
58 }
59 }
60 } catch (IOException e) {
61 e.printStackTrace();
62 }
63 }
64 }
65
66 public static void main(String[] args) throws IOException {
67 new NClient().init();
68 }
69 }
执行结果，启动了一个服务器端，然后启动了两个客户端，
时间： 2024-08-01 10:45:59