NIO--网络编程

向右看齐 2021-08-26 19:37 377阅读 0赞

### NIO 非阻塞 网络编程原理分析图 ###

NIO 非阻塞 网络编程相关的(Selector、SelectionKey、ServerScoketChannel 和 SocketChannel) 关系梳理图

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70]

1.  当客户端连接时，会通过 ServerSocketChannel 得到 SocketChannel
2.  Selector 进行监听 select 方法, 返回有事件发生的通道的个数.
3.  将socketChannel注册到Selector上,register(Selectorsel,intops),一个selector上可以注册多个SocketChannel
4.  注册后返回一个 SelectionKey, 会和该 Selector 关联(集合)
5.  进一步得到各个 SelectionKey (有事件发生)
6.  在通过 SelectionKey 反向获取 SocketChannel , 方法 channel()
7.  可以通过 得到的 channel , 完成业务处理

### 示例 ###

实现服务器端和客户端之间的数据简单通讯(非阻塞):

public class NIOServer { 
        public static void main(String[] args) throws Exception{ 
    
            //创建ServerSocketChannel -> ServerSocket
    
            ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
    
            //得到一个Selecor对象
            Selector selector = Selector.open();
    
            //绑定一个端口6666, 在服务器端监听
            serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(6666));
            //设置为非阻塞
            serverSocketChannel.configureBlocking(false);
    
            //把 serverSocketChannel 注册到 selector 关心 事件为 OP_ACCEPT
            serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    
            System.out.println("注册后的selectionkey 数量=" + selector.keys().size()); // 1
    
    
    
            //循环等待客户端连接
            while (true) { 
    
                //这里我们等待1秒，如果没有事件发生, 返回
                if(selector.select(1000) == 0) {  //没有事件发生
                    System.out.println("服务器等待了1秒，无连接");
                    continue;
                }
    
                //如果返回的>0, 就获取到相关的 selectionKey集合
                //1.如果返回的>0， 表示已经获取到关注的事件
                //2. selector.selectedKeys() 返回关注事件的集合
                // 通过 selectionKeys 反向获取通道
                Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
                System.out.println("selectionKeys 数量 = " + selectionKeys.size());
    
                //遍历 Set<SelectionKey>, 使用迭代器遍历
                Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectionKeys.iterator();
    
                while (keyIterator.hasNext()) { 
                    //获取到SelectionKey
                    SelectionKey key = keyIterator.next();
                    //根据key 对应的通道发生的事件做相应处理
                    if(key.isAcceptable()) {  //如果是 OP_ACCEPT, 有新的客户端连接
                        //该该客户端生成一个 SocketChannel
                        SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                        System.out.println("客户端连接成功 生成了一个 socketChannel " + socketChannel.hashCode());
                        //将 SocketChannel 设置为非阻塞
                        socketChannel.configureBlocking(false);
                        //将socketChannel 注册到selector, 关注事件为 OP_READ， 同时给socketChannel
                        //关联一个Buffer
                        socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024));
    
                        System.out.println("客户端连接后 ，注册的selectionkey 数量=" + selector.keys().size()); //2,3,4..
    
    
                    }
                    if(key.isReadable()) {   //发生 OP_READ
    
                        //通过key 反向获取到对应channel
                        SocketChannel channel = (SocketChannel)key.channel();
    
                        //获取到该channel关联的buffer
                        ByteBuffer buffer = (ByteBuffer)key.attachment();
                        channel.read(buffer);
                        System.out.println("form 客户端 " + new String(buffer.array()));
    
                    }
    
                    //手动从集合中移动当前的selectionKey, 防止重复操作
                    keyIterator.remove();
    
                }
    
            }
    
        }
    }

public class NIOClient { 
        public static void main(String[] args) throws Exception{ 
    
            //得到一个网络通道
            SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
            //设置非阻塞
            socketChannel.configureBlocking(false);
            //提供服务器端的ip 和 端口
            InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 6666);
            //连接服务器
            if (!socketChannel.connect(inetSocketAddress)) { 
    
                while (!socketChannel.finishConnect()) { 
                    System.out.println("因为连接需要时间，客户端不会阻塞，可以做其它工作..");
                }
            }
    
            //...如果连接成功，就发送数据
            String str = "hello, 尚硅谷~";
            //Wraps a byte array into a buffer
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(str.getBytes());
            //发送数据，将 buffer 数据写入 channel
            socketChannel.write(buffer);
            System.in.read();
    
        }
    }

### SelectionKey ###

SelectionKey，表示 Selector 和网络通道的注册关系, 共四种:

*  int OP\_ACCEPT:有新的网络连接可以 accept，值为 16
 *  int - OP\_CONNECT:代表连接已经建立，值为 8
 *  int OP\_READ:代表读操作，值为 1
 *  int OP\_WRITE:代表写操作，值为 4

SelectionKey相关方法:  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

### ServerSocketChannel ###

*  ServerSocketChannel 在服务器端监听新的客户端 Socket 连接
 *  相关方法如下  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

### SocketChannel ###

*  SocketChannel，网络 IO 通道，具体负责进行读写操作。NIO 把缓冲区的数据写入通道，或者把通道里的数  
    据读到缓冲区。
 *  相关方法如下

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

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