Java解读NIO Socket非阻塞模式

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。

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

2）client端代码

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