• NIO Socket非阻塞模式


    NIO主要原理和适用

    NIO 有一个主要的类Selector,这个类似一个观察者,只要我们把需要探知的socketchannel告诉Selector,我们接着做别的事情,当有 事件发生时,他会通知我们,传回一组SelectionKey,我们读取这些Key,就会获得我们刚刚注册过的socketchannel,然后,我们从 这个Channel中读取数据,放心,包准能够读到,接着我们可以处理这些数据。

    Selector内部原理实际是在做一个对所注册的channel的轮询访问,不断的轮询(目前就这一个算法),一旦轮询到一个channel有所注册的事情发生,比如数据来了,他就会站起来报告,交出一把钥匙,让我们通过这把钥匙来读取这个channel的内容。

    jdk供的无阻塞I/O(NIO)有效解决了多线程服务器存在的线程开销问题,但在使用上略显得复杂一些。在NIO中使用多线程,主要目的已不是为了应对 每个客户端请求而分配独立的服务线程,而是通过多线程充分使用用多个CPU的处理能力和处理中的等待时间,达到提高服务能力的目的。

    这段时间在研究NIO,写篇博客来记住学过的东西。还是从最简单的Hello World开始,client多线程请求server端,server接收client的名字,并返回Hello! +名字的字符格式给client。当然实际应用并不这么简单,实际可能是访问文件或者数据库获取信息返回给client。非阻塞的NIO有何神秘之处?

    代 码:

    1)server端代码

    1. public class HelloWorldServer {   
    2.  
    3.     static int BLOCK = 1024;   
    4.     static String name = "";   
    5.     protected Selector selector;   
    6.     protected ByteBuffer clientBuffer = ByteBuffer.allocate(BLOCK);   
    7.     protected CharsetDecoder decoder;   
    8.     static CharsetEncoder encoder = Charset.forName("GB2312").newEncoder();   
    9.  
    10.     public HelloWorldServer(int port) throws IOException {   
    11.         selector = this.getSelector(port);   
    12.         Charset charset = Charset.forName("GB2312");   
    13.         decoder = charset.newDecoder();   
    14.     }   
    15.  
    16.     // 获取Selector   
    17.     protected Selector getSelector(int port) throws IOException {   
    18.         ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open();   
    19.         Selector sel = Selector.open();   
    20.         server.socket().bind(new InetSocketAddress(port));   
    21.         server.configureBlocking(false);   
    22.         server.register(sel, SelectionKey.OP_ACCEPT);   
    23.         return sel;   
    24.     }   
    25.  
    26.     // 监听端口   
    27.     public void listen() {   
    28.         try {   
    29.             for (;;) {   
    30.                 selector.select();   
    31.                 Iterator iter = selector.selectedKeys().iterator();   
    32.                 while (iter.hasNext()) {   
    33.                     SelectionKey key = (SelectionKey) iter.next();   
    34.                     iter.remove();   
    35.                     process(key);   
    36.                 }   
    37.             }   
    38.         } catch (IOException e) {   
    39.             e.printStackTrace();   
    40.         }   
    41.     }   
    42.  
    43.     // 处理事件   
    44.     protected void process(SelectionKey key) throws IOException {   
    45.         if (key.isAcceptable()) { // 接收请求   
    46.             ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();   
    47.             SocketChannel channel = server.accept();   
    48.             //设置非阻塞模式   
    49.             channel.configureBlocking(false);   
    50.             channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);   
    51.         } else if (key.isReadable()) { // 读信息   
    52.             SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();   
    53.             int count = channel.read(clientBuffer);   
    54.             if (count > 0) {   
    55.                 clientBuffer.flip();   
    56.                 CharBuffer charBuffer = decoder.decode(clientBuffer);   
    57.                 name = charBuffer.toString();   
    58.                 // System.out.println(name);   
    59.                 SelectionKey sKey = channel.register(selector,   
    60.                         SelectionKey.OP_WRITE);   
    61.                 sKey.attach(name);   
    62.             } else {   
    63.                 channel.close();   
    64.             }   
    65.  
    66.             clientBuffer.clear();   
    67.         } else if (key.isWritable()) { // 写事件   
    68.             SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();   
    69.             String name = (String) key.attachment();   
    70.                
    71.             ByteBuffer block = encoder.encode(CharBuffer   
    72.                     .wrap("Hello !" + name));   
    73.                
    74.  
    75.             channel.write(block);   
    76.  
    77.             //channel.close();   
    78.  
    79.         }   
    80.     }   
    81.  
    82.     public static void main(String[] args) {   
    83.         int port = 8888;   
    84.         try {   
    85.             HelloWorldServer server = new HelloWorldServer(port);   
    86.             System.out.println("listening on " + port);   
    87.                
    88.             server.listen();   
    89.                
    90.         } catch (IOException e) {   
    91.             e.printStackTrace();   
    92.         }   
    93.     }   
    94. }  

    2)client端代码

    1. public class HelloWorldClient {   
    2.  
    3.     static int SIZE = 10;   
    4.     static InetSocketAddress ip = new InetSocketAddress("localhost", 8888);   
    5.     static CharsetEncoder encoder = Charset.forName("GB2312").newEncoder();   
    6.  
    7.     static class Message implements Runnable {   
    8.         protected String name;   
    9.         String msg = "";   
    10.  
    11.         public Message(String index) {   
    12.             this.name = index;   
    13.         }   
    14.  
    15.         public void run() {   
    16.             try {   
    17.                 long start = System.currentTimeMillis();   
    18.                 //打开Socket通道   
    19.                 SocketChannel client = SocketChannel.open();   
    20.                 //设置为非阻塞模式   
    21.                 client.configureBlocking(false);   
    22.                 //打开选择器   
    23.                 Selector selector = Selector.open();   
    24.                 //注册连接服务端socket动作   
    25.                 client.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);   
    26.                 //连接   
    27.                 client.connect(ip);   
    28.                 //分配内存   
    29.                 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(8 * 1024);   
    30.                 int total = 0;   
    31.  
    32.                 _FOR: for (;;) {   
    33.                     selector.select();   
    34.                     Iterator iter = selector.selectedKeys().iterator();   
    35.  
    36.                     while (iter.hasNext()) {   
    37.                         SelectionKey key = (SelectionKey) iter.next();   
    38.                         iter.remove();   
    39.                         if (key.isConnectable()) {   
    40.                             SocketChannel channel = (SocketChannel) key   
    41.                                     .channel();   
    42.                             if (channel.isConnectionPending())   
    43.                                 channel.finishConnect();   
    44.                             channel   
    45.                                     .write(encoder   
    46.                                             .encode(CharBuffer.wrap(name)));   
    47.  
    48.                             channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);   
    49.                         } else if (key.isReadable()) {   
    50.                             SocketChannel channel = (SocketChannel) key   
    51.                                     .channel();   
    52.                             int count = channel.read(buffer);   
    53.                             if (count > 0) {   
    54.                                 total += count;   
    55.                                 buffer.flip();   
    56.  
    57.                                 while (buffer.remaining() > 0) {   
    58.                                     byte b = buffer.get();   
    59.                                     msg += (char) b;   
    60.                                        
    61.                                 }   
    62.  
    63.                                 buffer.clear();   
    64.                             } else {   
    65.                                 client.close();   
    66.                                 break _FOR;   
    67.                             }   
    68.                         }   
    69.                     }   
    70.                 }   
    71.                 double last = (System.currentTimeMillis() - start) * 1.0 / 1000;   
    72.                 System.out.println(msg + "used time :" + last + "s.");   
    73.                 msg = "";   
    74.             } catch (IOException e) {   
    75.                 e.printStackTrace();   
    76.             }   
    77.         }   
    78.     }   
    79.  
    80.     public static void main(String[] args) throws IOException {   
    81.        
    82.         String names[] = new String[SIZE];   
    83.  
    84.         for (int index = 0; index < SIZE; index++) {   
    85.             names[index] = "jeff[" + index + "]";   
    86.             new Thread(new Message(names[index])).start();   
    87.         }   
    88.        
    89.     }   
    90. }  
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