Java NIO 网络IO | TUNANのBlog

其实NIO的主要用途是网络IO，在NIO之前java要使用网络编程就只有用Socket。而Socket是阻塞的，显然对于高并发的场景是不适用的。所以NIO的出现就是解决了这个痛点。

主要思想是把Channel通道注册到Selector中，通过Selector去监听Channel中的事件状态，这样就不需要阻塞等待客户端的连接，从主动等待客户端的连接，变成了通过事件驱动。没有监听的事件，服务器可以做自己的事情。

使用Selector的小例子

接下来趁热打铁，我们来做一个服务器接受客户端消息的例子：

首先服务端代码：

public class NIOServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //打开一个ServerSocketChannel
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        InetSocketAddress address = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 6666);
        //绑定地址
        serverSocketChannel.bind(address);
        //设置为非阻塞
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        //打开一个选择器
        Selector selector = Selector.open();
        //serverSocketChannel注册到选择器中,监听连接事件
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        //循环等待客户端的连接
        while (true) {
            //等待3秒，（返回0相当于没有事件）如果没有事件，则跳过
            if (selector.select(3000) == 0) {
                System.out.println("服务器等待3秒，没有连接");
                continue;
            }
            //如果有事件selector.select(3000)>0的情况,获取事件
            Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
            //获取迭代器遍历
            Iterator<SelectionKey> it = selectionKeys.iterator();
            while (it.hasNext()) {
                //获取到事件
                SelectionKey selectionKey = it.next();
                //判断如果是连接事件
                if (selectionKey.isAcceptable()) {
                    //服务器与客户端建立连接，获取socketChannel
                    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                    //设置成非阻塞
                    socketChannel.configureBlocking(false);
                    //把socketChannel注册到selector中，监听读事件，并绑定一个缓冲区
                    socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024));
                }
                //如果是读事件
                if (selectionKey.isReadable()) {
                    //获取通道
                    SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
                    //获取关联的ByteBuffer
                    ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) selectionKey.attachment();
                    //打印从客户端获取到的数据
                    socketChannel.read(buffer);
                    System.out.println("from 客户端：" + new String(buffer.array()));
                }
                //从事件集合中删除已处理的事件，防止重复处理
                it.remove();
            }
        }
    }
}

客户端代码：

public class NIOClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
        InetSocketAddress address = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 6666);
        socketChannel.configureBlocking(false);
        //连接服务器
        boolean connect = socketChannel.connect(address);
        //判断是否连接成功
        if(!connect){
            //等待连接的过程中
            while (!socketChannel.finishConnect()){
                System.out.println("连接服务器需要时间，期间可以做其他事情...");
            }
        }
        String msg = "hello java技术爱好者！";
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes());
        //把byteBuffer数据写入到通道中
        socketChannel.write(byteBuffer);
        //让程序卡在这个位置，不关闭连接
        System.in.read();
    }
}

接下来启动服务端，然后再启动客户端，我们可以看到控制台打印以下信息：

服务器等待3秒，没有连接
服务器等待3秒，没有连接
from 客户端：hello java技术爱好者！                       
服务器等待3秒，没有连接
服务器等待3秒，没有连接

通过这个例子我们引出以下知识点。

SelectionKey

在SelectionKey类中有四个常量表示四种事件，来看源码：

public abstract class SelectionKey {
    //读事件
    public static final int OP_READ = 1 << 0; //2^0=1
    //写事件
    public static final int OP_WRITE = 1 << 2; // 2^2=4
    //连接操作,Client端支持的一种操作
    public static final int OP_CONNECT = 1 << 3; // 2^3=8
    //连接可接受操作,仅ServerSocketChannel支持
    public static final int OP_ACCEPT = 1 << 4; // 2^4=16
}

附加的对象(可选)，把通道注册到选择器中时可以附加一个对象。

public final SelectionKey register(Selector sel, int ops, Object att)

从selectionKey中获取附件对象可以使用attachment()方法

public final Object attachment() {
    return attachment;
}