Java解讀NIO Socket非阻塞模式

作者：虛客_zZ 2011-12-07 17:17:02

NIO 有一個主要的類Selector,這個類似一個觀察者，只要我們把需要探知的socketchannel告訴Selector,我們接著做別的事情，當有事件發生時，他會通知我們，傳回一組SelectionKey,我們讀取這些Key,就會獲得我們剛剛注冊過的socketchannel,然后，我們從這個Channel中讀取數據，放心，包準能夠讀到，接著我們可以處理這些數據。

NIO主要原理和適用

Selector內部原理實際是在做一個對所注冊的channel的輪詢訪問，不斷的輪詢(目前就這一個算法)，一旦輪詢到一個channel有所注冊的事情發生，比如數據來了，他就會站起來報告，交出一把鑰匙，讓我們通過這把鑰匙來讀取這個channel的內容。

jdk供的無阻塞I/O（NIO）有效解決了多線程服務器存在的線程開銷問題，但在使用上略顯得復雜一些。在NIO中使用多線程，主要目的已不是為了應對每個客戶端請求而分配獨立的服務線程，而是通過多線程充分使用用多個CPU的處理能力和處理中的等待時間，達到提高服務能力的目的。

這段時間在研究NIO，寫篇博客來記住學過的東西。還是從最簡單的Hello World開始，client多線程請求server端，server接收client的名字，并返回Hello! ＋名字的字符格式給client。當然實際應用并不這么簡單，實際可能是訪問文件或者數據庫獲取信息返回給client。非阻塞的NIO有何神秘之處？

代碼：

1）server端代碼

public class HelloWorldServer {   
 
    static int BLOCK = 1024;   
    static String name = "";   
    protected Selector selector;   
    protected ByteBuffer clientBuffer = ByteBuffer.allocate(BLOCK);   
    protected CharsetDecoder decoder;   
    static CharsetEncoder encoder = Charset.forName("GB2312").newEncoder();   
 
    public HelloWorldServer(int port) throws IOException {   
        selector = this.getSelector(port);   
        Charset charset = Charset.forName("GB2312");   
        decoder = charset.newDecoder();   
    }   
 
    // 獲取Selector   
    protected Selector getSelector(int port) throws IOException {   
        ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open();   
        Selector sel = Selector.open();   
        server.socket().bind(new InetSocketAddress(port));   
        server.configureBlocking(false);   
        server.register(sel, SelectionKey.OP_ACCEPT);   
        return sel;   
    }   
 
    // 監聽端口   
    public void listen() {   
        try {   
            for (;;) {   
                selector.select();   
                Iterator iter = selector.selectedKeys().iterator();   
                while (iter.hasNext()) {   
                    SelectionKey key = (SelectionKey) iter.next();   
                    iter.remove();   
                    process(key);   
                }   
            }   
        } catch (IOException e) {   
            e.printStackTrace();   
        }   
    }   
 
    // 處理事件   
    protected void process(SelectionKey key) throws IOException {   
        if (key.isAcceptable()) { // 接收請求   
            ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();   
            SocketChannel channel = server.accept();   
            //設置非阻塞模式   
            channel.configureBlocking(false);   
            channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);   
        } else if (key.isReadable()) { // 讀信息   
            SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();   
            int count = channel.read(clientBuffer);   
            if (count > 0) {   
                clientBuffer.flip();   
                CharBuffer charBuffer = decoder.decode(clientBuffer);   
                name = charBuffer.toString();   
                // System.out.println(name);   
                SelectionKey sKey = channel.register(selector,   
                        SelectionKey.OP_WRITE);   
                sKey.attach(name);   
            } else {   
                channel.close();   
            }   
 
            clientBuffer.clear();   
        } else if (key.isWritable()) { // 寫事件   
            SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();   
            String name = (String) key.attachment();   
               
            ByteBuffer block = encoder.encode(CharBuffer   
                    .wrap("Hello !" + name));   
               
 
            channel.write(block);   
 
            //channel.close();   
 
        }   
    }   
 
    public static void main(String[] args) {   
        int port = 8888;   
        try {   
            HelloWorldServer server = new HelloWorldServer(port);   
            System.out.println("listening on " + port);   
               
            server.listen();   
               
        } catch (IOException e) {   
            e.printStackTrace();   
        }   
    }   
}

2）client端代碼

public class HelloWorldClient {   
 
    static int SIZE = 10;   
    static InetSocketAddress ip = new InetSocketAddress("localhost", 8888);   
    static CharsetEncoder encoder = Charset.forName("GB2312").newEncoder();   
 
    static class Message implements Runnable {   
        protected String name;   
        String msg = "";   
 
        public Message(String index) {   
            this.name = index;   
        }   
 
        public void run() {   
            try {   
                long start = System.currentTimeMillis();   
                //打開Socket通道   
                SocketChannel client = SocketChannel.open();   
                //設置為非阻塞模式   
                client.configureBlocking(false);   
                //打開選擇器   
                Selector selector = Selector.open();   
                //注冊連接服務端socket動作   
                client.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);   
                //連接   
                client.connect(ip);   
                //分配內存   
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(8 * 1024);   
                int total = 0;   
 
                _FOR: for (;;) {   
                    selector.select();   
                    Iterator iter = selector.selectedKeys().iterator();   
 
                    while (iter.hasNext()) {   
                        SelectionKey key = (SelectionKey) iter.next();   
                        iter.remove();   
                        if (key.isConnectable()) {   
                            SocketChannel channel = (SocketChannel) key   
                                    .channel();   
                            if (channel.isConnectionPending())   
                                channel.finishConnect();   
                            channel   
                                    .write(encoder   
                                            .encode(CharBuffer.wrap(name)));   
 
                            channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);   
                        } else if (key.isReadable()) {   
                            SocketChannel channel = (SocketChannel) key   
                                    .channel();   
                            int count = channel.read(buffer);   
                            if (count > 0) {   
                                total += count;   
                                buffer.flip();   
 
                                while (buffer.remaining() > 0) {   
                                    byte b = buffer.get();   
                                    msg += (char) b;   
                                       
                                }   
 
                                buffer.clear();   
                            } else {   
                                client.close();   
                                break _FOR;   
                            }   
                        }   
                    }   
                }   
                double last = (System.currentTimeMillis() - start) * 1.0 / 1000;   
                System.out.println(msg + "used time :" + last + "s.");   
                msg = "";   
            } catch (IOException e) {   
                e.printStackTrace();   
            }   
        }   
    }   
 
    public static void main(String[] args) throws IOException {   
       
        String names[] = new String[SIZE];   
 
        for (int index = 0; index < SIZE; index++) {   
            names[index] = "jeff[" + index + "]";   
            new Thread(new Message(names[index])).start();   
        }   
       
    }   
}

原文鏈接：http://itemdetail.iteye.com/blog/787149

【編輯推薦】

利用NIO建立Socket服務器
用Java.nio.* 進行網絡編程
Java NIO的wakeup剖析
Java NIO類庫關系圖解
淺析Tomcat NIO 配置

責任編輯：林師授來源：虛客_zZ的博客

Java NIO