一.堵塞式与非堵塞式
在传统IO中，将数据由当前线程从客户端传入服务端，由服务端的内核进行判断传过来的数据是否合法，内核中是否存在数据。
如果不存在数据 ，并且数据并不合法，当前线程将会堵塞等待。当前线程将无法进行下一步传输，进行排队现象。降低系统性能。
为了解决这一步问题，调用资源开辟多个线程传输。
虽然线程的开辟解决了部分堵塞排队的问题，但由于并没有治理根本堵塞的原因，线程数量也是有限的。总会有堵塞的线程 ，形成排队现象。
为了根本解决堵塞的问题。NIO的非堵塞式成为了主要的传输方式。
在客户端和服务端之间将通道注册到selector选择器，由选择器进行监听channel是否进行什么操作（read（）or write（））。
当数据就绪或者准备完成时，由selector进行分配到服务端的一个（或多个）线程上进行相关运行操作。
在IO的堵塞后无脑调用线程下。NIO是在准备完成时，才被selector选择分配到一个或者多个线程上传输并被复制到内核地址空间中，由于数据已准备完成或者已就绪，内核就无须被堵塞。
二.Selector（选择器）
也称多路复用器，多条channel复用selector。channe通过注册到selector ，使selector对channel进行监听，
实现尽可能少的线程管理多个连接。减少了 线程的使用，降低了因为线程的切换引起的不必要额资源浪费和多余的开销。
也是网络传输非堵塞的核心组件。
三.Selector的使用
分为客户端和服务端两部分：
先实现客户端吧：
流程： 获取通道绑定主机端口 --> 切换非堵塞状态 --> 开辟buffer容量 --> 将当前时间作为数据写入buffer待传 --> 切换读写方式flip() --> 写入通道 -->清空并关闭
1 /*
2 * 客户端发送数据 通过channel通道
3 * */
4 @Test
5 public void Client() throws IOException {
6
7 //获取channel通道 并设置主机号和端口号
8 SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1",8080));
9
10 //因为使用非阻塞NIO 所以必须切换为非阻塞
11 socketChannel.configureBlocking(false); //默认为true 需要改为非堵塞的
12
13 //开辟缓冲区进行存储数据
14 ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
15
16 //准备工作就绪后，准备发送数据给服务端
17 //打印当前日期转为Byte数据传出
18 byteBuffer.put(new Date().toString().getBytes());
19 //切换读写模式
20 byteBuffer.flip();
21 //写入通道
22 socketChannel.write(byteBuffer);
23 //完毕时，清除缓冲区内容
24 byteBuffer.clear();
25
26 //====================
27 //关闭相关流
28 socketChannel.close();
29
30 }
在获取当前时间是用的new Date（）；还可以使用java8的获取时间的方法。
LocalDateTime.now().toString().getBytes() //转为Byte字节
因为是网络传输的心形式，所以在获取channel时，使用SocketChannel.open方法。实现方法：
1 public static SocketChannel open(SocketAddress remote)
2 throws IOException
3 {
4 SocketChannel sc = open();
5 try {
6 sc.connect(remote); //打开一个新的channel时，绑定连接到主机和端口上
7 } catch (Throwable x) {
8 try {
9 sc.close(); //异常时关闭连接
10 } catch (Throwable suppressed) {
11 x.addSuppressed(suppressed);
12 }
13 throw x;
14 }
15 assert sc.isConnected();
16 return sc;
17 }
new InetSocketAddress实例创建主机和端口。
*/
public InetSocketAddress(String hostname, int port) {
checkHost(hostname); //检查主机号是否为空 为空返回异常。
InetAddress addr = null;
String host = null;
try {
addr = InetAddress.getByName(hostname);
} catch(UnknownHostException e) {
host = hostname;
}
holder = new InetSocketAddressHolder(host, addr, checkPort(port)); //检查端口。
}
//检查端口方法
private static int checkPort(int port) {
if (port < 0 || port > 0xFFFF)
throw new IllegalArgumentException("port out of range:" + port);
return port;
}
//检查主机号方法
private static String checkHost(String hostname) {
if (hostname == null)
throw new IllegalArgumentException("hostname can't be null");
return hostname;
}
服务端：
流程：使用ServerSocketChannel 的方法获取服务端额channel --> 切换为堵塞状态 --> 为buffer分配容量 --> 绑定端口号 --> 获取selector选择器 --> channel注册进选择器中，并进行监听 --> 选择器进行轮询，进行下一步读写操作。
1 /*
2 * 服务端接收客户端传来的数据
3 * */
4 @Test
5 public void server() throws IOException {
6
7 //获取channel通道
8 ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
9 //切换为非堵塞状态
10 serverSocketChannel.configureBlocking(false);
11 //分配服务端的缓冲区
12 ByteBuffer serverByteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
13 //将客户端的InetSocketAddress绑定到通道，不绑定 不统一将获取不到数据
14 serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));
15 //获取选择器
16 Selector selector = Selector.open();
17 //将通道注册到选择器中,并且制定监听方式
18 serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
19 //进行轮询选择器上就绪成功的事件 当存在就绪成功的及进行下一步
20 while (selector.select() > 0){
21 //对已存在的就绪事件进行迭代
22 Iterator<SelectionKey> selectionKeyIterator = selector.selectedKeys().iterator();
23
24 //有元素就进行下一步
25 while (selectionKeyIterator.hasNext()){
26 //获取到就绪事件
27 SelectionKey next = selectionKeyIterator.next();
28
29 //对获取到的就绪事件判断是何种类型
30 if (next.isAcceptable()){
31
32 //获取连接
33 SocketChannel accept = serverSocketChannel.accept();
34
35 //将获取到的连接切换为非堵塞模式
36 accept.configureBlocking(false);
37
38 //将获取到的链接 注册金selector
39 accept.register(selector,SelectionKey.OP_READ);
40
41 //判断是否准备好读
42 }else if (next.isReadable()){
43
44 //获取已就绪的通道
45 SocketChannel channel = (SocketChannel) next.channel();
46
47 //分配缓冲区
48 ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
49
50 //读取数据
51 int length = 0 ;
52 while ((length = channel.read(byteBuffer)) > 0){
53 byteBuffer.flip();
54 System.out.println(new String(byteBuffer.array(),0,length));
55 byteBuffer.clear();
56 }
57
58
59 }
60
61 //完成传输需要取消选择键，防止下次出问题
62 selectionKeyIterator.remove();
63
64 }
65 }
66
67
68 }
如何获取选择器？
Selector selector = Selector.open();
实现过程：
public static Selector open() throws IOException {
return SelectorProvider.provider().openSelector();
}
//首先进入此方法判断是否存在选择器
public static SelectorProvider provider() {
synchronized (lock) {
if (provider != null) //第一次为false
return provider;
return AccessController.doPrivileged(
new PrivilegedAction<SelectorProvider>() {
public SelectorProvider run() {
if (loadProviderFromProperty())
return provider;
if (loadProviderAsService())
return provider;
provider = sun.nio.ch.DefaultSelectorProvider.create();
return provider;
}
});
}
}
//false时 跳入如下方法。
public static ServerSocketChannel open() throws IOException {
return SelectorProvider.provider().openServerSocketChannel();
}
随后将获取到的通道注册到获取到的选择器中，在注册时给定监听方式：
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); //可多选监听操作项
selectionKey中定义了四个可操作项：
-
OP_READ 可读就绪
-
OP_WRITE 可写就绪
-
OP_CONNECT 连接就绪
-
OP_ACCEPT 接收就绪
迭代key中已就绪的元素。
Iterator<SelectionKey> selectionKeyIterator = selector.selectedKeys().iterator();
获取到当前就绪事件丛迭代器中获取。
selectionKeyIterator.next()
selectionKey包含四个方法：
-
isReadable（）：测试此选择键是否可读
-
isWritable（）：测试此选择键是否可写
-
isConnectable（）：测试此选择键是否完成
-
isAcceptable（）：测试此选择键是否可以接受一个新的连接
通过这些相应的方法，单独判断是否可以读写，和进行操作。
最后取消选择键，防止下次获取出现异常情况。（第一次判断可能会为true）
selectionKeyIterator.remove();
四.附加
在上面的例子中，把客户端的代码进行稍微改写一下，使之能够无限输入，并通过传输打印在服务端中。
public static void main(String[] args) throws IOException {
//获取channel通道 并设置主机号和端口号
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1",8080));
//因为使用非阻塞NIO 所以必须切换为非阻塞
socketChannel.configureBlocking(false);
//开辟缓冲区进行存储数据
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
//附加输入：
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
//通过控制台键入数据
while (scanner.hasNext()){
String str = scanner.next();
//准备工作就绪后，准备发送数据给服务端
//打印当前日期转为Byte数据传出
byteBuffer.put((new Date().toString()+":--->"+str).getBytes());
//切换读写模式
byteBuffer.flip();
//写入通道
socketChannel.write(byteBuffer);
//完毕时，清除缓冲区内容
byteBuffer.clear();
}
}
由于扫描流（scanner）不能用于测试类，所以在main方法下进行测试：
每次输入的内容都会被转为Byte字节进行传输。
客户端输入结果：
服务端输出结果：
每输入一次便传输一次。
//完成传输需要取消选择键，防止下次出问题
selectionKeyIterator.remove();