java.nio异步线程安全的IO

主宰稳场 提交于 2020-02-04 23:51:11

BIO 方式使得整个处理过程和连接是绑定的,只要连接建立,无论客户端是否有消息发送,都要进行等待处理,一定程度上浪费了服务器端的硬件资源,因此就有了 NIO 方式。Java 对于 NIO 方式的支持是通过 Channel和 Selector 方式来实现,采用的方法为向 Channel注册感兴趣的事件,然后通过 Selector 来获取到发生了事件的 key,如发生了相应的事件,则进行相应的处理,否则则不做任何处理,是典型的Reactor 模式,按照这样的方式,就不用像 BIO 方式一样,即使在没有消息的情况下也需要占据一个线程来阻塞读取消息,从而提升服务器的使用效率, 为实现 TCP/IP+NIO 方式的系统间通讯, Java 提供了 SocketChannel和 ServerSocketChannel两个关键的类,网络 IO 的操作则改为通过ByteBuffer 来实现,具体的基于 java实现TCP/IP+NIO 方式的通讯的方法如下所示。

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package com.flyoung;
 
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
import java.nio.channels.SocketChannel;
 
public class NIOServer {
    /*标志数字*/
    private static int flag = 0;
    /*定义缓冲区大小*/
    private static int block = 4096;
    /*接收缓冲区*/
    private static ByteBuffer receiveBuffer = ByteBuffer.allocate(block);
    /*发送缓冲区*/
    private static ByteBuffer sendBuffer = ByteBuffer.allocate(block);
    /*定义Selector*/
    private Selector selector;
     
    public NIOServer(int port) throws IOException{
        //打开服务器套接字通道
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        //服务器配置为非阻塞
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        //检索与此服务器套接字通道关联的套接字
        ServerSocket serverSocket = serverSocketChannel.socket();
        //进行服务的绑定
        serverSocket.bind(new InetSocketAddress(port));
        //通过open()方法找到Selector
        selector = Selector.open();
        //注册到selector
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        System.out.println("Server Start -----8888:");
    }
    //监听
    public void listen() throws IOException{
        while(true){
            //监控所有注册的 channel ,当其中有注册的 IO 操作可以进行时,该函数返回,并将对应的 SelectionKey 加入 selected-key set
            selector.select();
            //Selected-key set 代表了所有通过 select() 方法监测到可以进行 IO 操作的 channel ,这个集合可以通过 selectedKeys() 拿到
            Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
            Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
            while(iterator.hasNext()){
                SelectionKey selectionKey = iterator.next();
                handleKey(selectionKey);
                iterator.remove();
            }
        }
         
    }
    //处理请求
    public void handleKey(SelectionKey selectionKey) throws IOException{
        //接受请求
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = null;
        SocketChannel socketChannel = null;
        String receiveText;
        String sendText;
        int count;
        //测试此键的通道是否准备好接受新的套接字连接
        if(selectionKey.isAcceptable()){
            //返回创建此键的通道
            serverSocketChannel = (ServerSocketChannel)selectionKey.channel();
            //接受客户端建立连接的请求,并返回 SocketChannel 对象
            socketChannel = serverSocketChannel.accept();
            //配置为非阻塞
            socketChannel.configureBlocking(false);
            //注册到selector
            socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
        }else if(selectionKey.isReadable()){
            //返回为之创建此键的通道
            socketChannel = (SocketChannel)selectionKey.channel();
            //将缓冲区清空,以备下次读取
            receiveBuffer.clear();
            //将发送来的数据读取到缓冲区
             
            count = socketChannel.read(receiveBuffer);
         
             
            if(count>0){
                receiveText = new String(receiveBuffer.array(),0,count);
                System.out.println("服务器端接受到的数据---"+receiveText);
                socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE);
            }
        }else if (selectionKey.isWritable()) {  
            //将缓冲区清空以备下次写入  
            sendBuffer.clear();  
            // 返回为之创建此键的通道。  
            socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();  
            sendText="message from server--" + flag++;  
            //向缓冲区中输入数据  
            sendBuffer.put(sendText.getBytes());  
             //将缓冲区各标志复位,因为向里面put了数据标志被改变要想从中读取数据发向服务器,就要复位  
            sendBuffer.flip();  
            //输出到通道  
            socketChannel.write(sendBuffer);  
            System.out.println("服务器端向客户端发送数据--:"+sendText);  
            socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);  
        }  
         
    }
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        int port = 8888
        NIOServer server = new NIOServer(port);
        server.listen();
    }
 
}
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