NIO非阻塞式网络通信实例

news2024/9/21 22:28:36

一、概述

1、NIO有三大核心部分：Channel(通道)，Buufer(缓存区)，Selector(选择器)

Buffer缓存区
缓冲区本质上是一块可以写入数据，然后可以从中读取数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象，并提供了一组方法，用来方便的访问该块内存。相比较直接对数组的操作，Buffer API更加容易操
作和管理。
Channel通道
Java NIO的通道类似流，但又有些不同：既可以从通道中读取数据，又可以写数据到通道。但流的（(input或 output)读写通常是单向的。通道可以非阻塞读取和写入通道，通道可以支持读取或写入缓冲区，也支持异步地读写。
Selector选择器
Selector是一个ava NIO组件，可以能够检查一个或多个NIO通道，并确定哪些通道已经准备好进行读取或写入。这样，一个单独的线程可以管理多个channel，从而管理多个网络连接，提高效率

2、图示说明三者的关系：

在这里插入图片描述

每个channel都会对应一个Buffer 一个线程对应Selector，
一个Selector对应多个channel（连接）
程序切换到哪个channel是由事件决定的 Selector会根据不同的事件，在各个通道上切换 Buffer就是一个内存块，底层是一个数组
数据的读取写入是通过Buffer完成的，BIO中要么是输入流，或者是输出流，不能双向，但是NIO 的Buffer是可以读也可以写。
Java NIO系统的核心在于：通道（Channel）和缓存区（Buffer)。通道表示打开到IO设备（例如：文件、套接字）的连接。若需要使用NlO系统，需要获取用于连接IO设备的通道以及用于容纳数据的缓冲区。然后操作缓冲区，对数据进行处理。简而言之，Channel负责传输，Buffer负责存取数据

二、案例

1、服务器端

public class NioServer {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("服务端启动了................");
        try {
            //1、获取通道
            ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
            //2、设置非阻塞
            ssc.configureBlocking(false);
            //3、绑定端口
            ssc.bind(new InetSocketAddress(9999));
            //4、获取选择器
            Selector selector = Selector.open();
            //5、注册通道到选择器
            ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
            //6、轮询监听
            while (selector.select() > 0){
                //7、获取就绪的事件
                Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
                Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
                //8、遍历
                while (iterator.hasNext()){
                    SelectionKey selectionKey = iterator.next();
                    //9、判断是否可接入
                    if(selectionKey.isAcceptable()){
                        SocketChannel socketChannel = ssc.accept();
                        //10、设置成非阻塞通道
                        socketChannel.configureBlocking(false);
                        //11、将本客户端通道注册到选择器
                        socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                    }else if (selectionKey.isReadable()){
                        //12、获得读key
                        SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
                        //socketChannel.configureBlocking(false);
                        ByteBuffer bf = ByteBuffer.allocate(1024);
                        int len = 0;
                        while ((len = socketChannel.read(bf)) > 0){
                            bf.flip();
                            System.out.println(new String(bf.array(), 0, len));
                            //positon复位
                            bf.clear();
                        }
                    }

                    //13、处理完成，移除
                    iterator.remove();
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

2、客户端

public class NioClient {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("客户端启动了................");
        try {
            //1、获取通道
            SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9999));
            //2、设置非阻塞
            socketChannel.configureBlocking(false);
            //3、分配缓冲区
            ByteBuffer bf = ByteBuffer.allocate(1024);
            //4、发送数据
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true){
                System.out.print("请说：");
                String msg = scanner.nextLine();
                bf.put(msg.getBytes());
                bf.flip();
                socketChannel.write(bf);
                bf.clear();
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }
}