Java 网络编程之TCP(五)：分析服务端注册OP_WRITE写数据的各种场景（二）

接上文

二、注册OP_WRITE写数据

服务端代码：

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectableChannel;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

/**
 * 基于NIO实现服务端，通过Selector基于事件驱动客户端的读取
 * 服务端接收到数据后，缓存，注册OP_WRITE事件，收到状态转发数据
 *
 */
class NIOSelectorOpWriteServer1 {
    Selector selector;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        NIOSelectorOpWriteServer1 server = new NIOSelectorOpWriteServer1();
        server.start(); // 开启监听和事件处理
    }

    public void start() {
        initServer();
        // selector非阻塞轮询有哪些感兴趣的事件到了
        doService();
    }

    private void doService() {
        if (selector == null) {
            System.out.println("server init failed, without doing read/write");
            return;
        }
        try {
            while (true) {
                while (selector.select() > 0) {
                    Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys(); // 感兴趣且准备好的事件
                    Iterator<SelectionKey> iterator = keys.iterator(); // 迭代器遍历处理，后面要删除集合元素
                    while (iterator.hasNext()) {
                        SelectionKey key = iterator.next();
                        iterator.remove(); // 删除当前元素，防止重复处理
                        // 下面根据事件进行分别处理
                        if (key.isAcceptable()) {
                            // 客户端连接事件
                            acceptHandler(key);
                        } else if (key.isReadable()) {
                            // 读取客户端数据
                            readHandler(key);
                        } else if (key.isWritable()) {
                            // 为了避免重复写，需要先去除OP_WRITE注册状态
                            key.interestOps(key.interestOps() & ~SelectionKey.OP_WRITE);
                            writeHandler(key);
                        }
                    }
                }
            }
        } catch (IOException exception) {
            exception.printStackTrace();
        }
    }

    private void initServer() {
        try {
            ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
            serverSocketChannel.configureBlocking(false);
            serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(9090));

            // 此时在selector上注册感兴趣的事件
            // 这里先注册OP_ACCEPT: 客户端连接事件
            selector = Selector.open();
            serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
            System.out.println("server init success");
        } catch (IOException exception) {
            exception.printStackTrace();
            System.out.println("server init failied");
        }
    }

    public void acceptHandler(SelectionKey key) {
        ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel(); // 获取客户端的channel
        try {
            SocketChannel client = server.accept();
            client.configureBlocking(false); // 设置client非阻塞
            System.out.println("server receive a client :" + client);
            // 注册OP_READ事件，用于从客户端读取数据
            // 给Client分配一个buffer，用于读取数据，注意buffer的线程安全
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); // buffer这个参数注册的时候也可以不用
            client.register(key.selector(), SelectionKey.OP_READ, buffer);
        } catch (IOException exception) {
            exception.printStackTrace();
        }
    }

    public void readHandler(SelectionKey key) {
        System.out.println("read handler");
        SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel(); // 获取客户端的channel
        ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment(); // 获取Client channel关联的buffer
        buffer.clear(); // 使用前clear

        // 防止数据分包，需要while循环读取
        try {
            while (true) {
                int readLen = client.read(buffer);
                if (readLen > 0) {
                    // 读取到数据了
                    buffer.flip();
                    byte[] data = new byte[buffer.limit()];
                    buffer.get(data);
                    System.out.println("server read data from " + client + ", data is :" + new String(data));
                    // 给其他客户端注册OP_WRITE;
                    registerWrite(client, data);
                } else if (readLen == 0) {
                    // 没读到数据
                    System.out.println(client + " : no data");
                    break;
                } else if (readLen < 0) {
                    // client 关闭连接
                    // 当客户端主动连接断开时，为了让服务器知道断开了连接，会产生OP_READ事件。所以需要判断读取长度，当读到-1时，关闭channel。
                    System.out.println(client + " close");
                    client.close();
                    break;
                }
            }
        } catch (IOException exception) {
            exception.printStackTrace();
            // client 关闭连接
            System.out.println(client + " disconnect");
            // todo:disconnect 导致一直有read事件，怎么办？
            try {
                client.close();
            } catch (IOException ex) {
                System.out.println("close ex");
            }
        }
    }

    public void writeHandler(SelectionKey key) {
        System.out.println("write handler");
        SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel(); // 获取客户端的channel
        ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment(); // 获取Client channel关联的buffer，此时处于读模式

        try {
            while (buffer.hasRemaining()) {
                client.write(buffer);
            }
        } catch (IOException exception) {
            System.out.println("write error");
            exception.printStackTrace();
        }
    }

    private void registerWrite(SocketChannel myself, byte[] data) throws IOException {
        Set<SelectionKey> keys = selector.keys();
        // read/write 对应同一个key，同一个client不会发送两遍
        for (SelectionKey key : keys) {
            SelectableChannel channel = key.channel();
            if (channel instanceof SocketChannel && channel != myself) {
                key.interestOps(key.interestOps() + SelectionKey.OP_WRITE);
                ByteBuffer attachment = (ByteBuffer) key.attachment();
                attachment.clear();
                attachment.put(data);
                attachment.flip();
            }
        }
    }
}

这里有几个注意项：

1.在注册OP_WRITE时，需要给所有其他客户端注册；

2.注册OP_WRITE时：是使用key.interestOps(key.interestOps() + SelectionKey.OP_WRITE);避免对原来的OP_READ事件进行覆盖；在OP_WRITE事件来的时候，要把先把OP_WRITE事件去掉，key.interestOps(key.interestOps() & ~SelectionKey.OP_WRITE); 防止重复写事件状态发生；

3.注册OP_WRITE时，要写的数据，直接给到了原来channel对应的attachment里了；在OP_WRITE事件来的时候，可以直接用；

到此，我们一定有个疑问：既然服务端关不关注OP_WRITE事件，都可以给客户端发送数据，意义何在？

那我们就要看下OP_WRITE事件的具备条件：send-queue是否有空间

而服务端要写数据要关注：服务端数据是否准备好了 + send-queue是否有空间

服务端一般都是在自己数据准备好了后，再注册对客户端的OP_WRITE事件。

但是上面的代码中，在给客户端写数据时，是一直写，直到数据写完，但是 send-queue空间有限，当 send-queue写满后，写操作就会阻塞，导致单线程下业务阻塞。。。

此时，OP_WRITE的优势就体现出来了

我们可以对OP_WRITE的使用方式稍微调整，就可以解决上面的问题：

当我们收到OP_WRITE事件，开始给客户端写数据后，当我们发现该客户端对应的send-queue写满，SocketChannel.write(buffer)会返回已经写出去的字节数，此时为0；我们根据此标志知道，此时send-queue满，不能再写了，此时我们记录下没有写的数据，再次给该客户端注册一个OP_WRITE事件，结束本次写过程；让业务线程继续处理其他事件，等到该客户端对应的send-queue有空闲的时候，会再次收到收到OP_WRITE事件，我们就可以继续写数据了；这样就是解决了写数据满导致业务阻塞的问题了。

关于上面的观点可以参考：

java nio selectedKey,关于 NIO 你不得不知道的一些“地雷”-CSDN博客文章浏览阅读302次。本文是笔者在学习NIO过程中发现的一些比较容易让人忽略的知识的一个总结，而这些让人忽略的小细节恰恰是NIO网络编程中必不可少。虽然现在我们不会直接编写NIO来完成我们的网络层通讯，而是使用成熟的基于NIO的网络框架来实现我们的网络层。如，netty、mina。但对NIO网络编程过程的了解，非常有助于我们更深入的理解netty、mina等网络框架，以至于能更好的使用它们。因此，本文并不对NIO的一些..._java nio selectionkey中的事件多次变化都能每监听到吗https://blog.csdn.net/weixin_39850920/article/details/115994629?spm=1001.2014.3001.5506

Java网络编程——NIO处理写事件(SelectionKey.OP_WRITE)-CSDN博客文章浏览阅读2.1k次，点赞5次，收藏23次。selectionKey.interestOps()就是已经注册的事件，SelectionKey中可以只用1个整形数字来表示多个注册的事件（interestOps变量），SelectionKey.OP_READ=1（二进制为 00000001），SelectionKey.OP_WRITE=4（二进制为 00000100），SelectionKey.OP_CONNECT=8（二进制为 00001000），SelectionKey.OP_ACCEPT=16（二进制为 00010000）。..._selectionkey.op_writehttps://blog.csdn.net/huyuyang6688/article/details/126106949?spm=1001.2014.3001.5506