NIO中的重要概念 通道、缓冲区、选择器
1 通道
类似于流，但是可以异步读写数据（流只能同步读写），通道是双向的，（流是单向的），通道的数据总是要先读到一个buffer 或者 从一个buffer写入，即通道与buffer进行数据交互。
通道类型：
- FileChannel：从文件中读写数据。
- DatagramChannel：能通过UDP读写网络中的数据。
- SocketChannel：能通过TCP读写网络中的数据。
- ServerSocketChannel：可以监听新进来的TCP连接，像Web服务器那样。对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel。
FileChannel比较特殊，它可以与通道进行数据交互， 不能切换到非阻塞模式，套接字通道可以切换到非阻塞模式。
2 缓冲区
本质上是一块可以存储数据的内存，被封装成了buffer对象而已。
缓冲区类型：
- ByteBuffer
- MappedByteBuffer
- CharBuffer
- DoubleBuffer
- FloatBuffer
- IntBuffer
- LongBuffer
- ShortBuffer
常用方法： - allocate() - 分配一块缓冲区
- put() - 向缓冲区写数据
- get() - 向缓冲区读数据
- filp() - 将缓冲区从写模式切换到读模式
- clear() - 从读模式切换到写模式，不会清空数据，但后续写数据会覆盖原来的数据，即使有部分数据没有读，也会被遗忘；
- compact() - 从读数据切换到写模式，数据不会被清空，会将所有未读的数据copy到缓冲区头部，后续写数据不会覆盖，而是在这些数据之后写数据
- mark() - 对position做出标记，配合reset使用
- reset() - 将position置为标记值
缓冲区的一些属性： - capacity - 缓冲区大小，无论是读模式还是写模式，此属性值不会变；
- position - 写数据时，position表示当前写的位置，每写一个数据，会向下移动一个数据单元，初始为0；最大为capacity - 1，切换到读模式时，position会被置为0，表示当前读的位置
- limit - 写模式下，limit 相当于capacity 表示最多可以写多少数据，切换到读模式时，limit 等于原先的position，表示最多可以读多少数据。
3 选择器：
相当于一个观察者，用来监听通道感兴趣的事件，一个选择器可以绑定多个通道。
通道向选择器注册时，需要指定感兴趣的事件，选择器支持以下事件：
- SelectionKey.OP_CONNECT
- SelectionKey.OP_ACCEPT
- SelectionKey.OP_READ
- SelectionKey.OP_WRITE
如果你对不止一种事件感兴趣，那么可以用“位或”操作符将常量连接起来，如下：
int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE;
通道向选择器注册时，会返回一个 SelectionKey对象，具有如下属性 - interest集合
- ready集合
- Channel
- Selector
- 附加的对象（可选）
用“位与”操作interest 集合和给定的SelectionKey常量，可以确定某个确定的事件是否在interest 集合
int interestSet = selectionKey.interestOps();
boolean isInterestedInAccept = interestSet & SelectionKey.OP_ACCEPT;
boolean isInterestedInConnect = interestSet & SelectionKey.OP_CONNECT;
boolean isInterestedInRead = interestSet & SelectionKey.OP_READ;
boolean isInterestedInWrite = interestSet & SelectionKey.OP_WRITE;
ready 集合是通道已经准备就绪的操作的集合。在一次选择(Selection)之后，你会首先访问这个ready set。Selection将在下一小节进行解释。可以这样访问ready集合：
int readySet = selectionKey.readyOps();
也可以使用以下四个方法获取已就绪事件，返回值为boolean：
selectionKey.isAcceptable();
selectionKey.isConnectable();
selectionKey.isReadable();
selectionKey.isWritable();
可以将一个对象或者更多信息附着到SelectionKey上，即记录在附加对象上，方法如下：
selectionKey.attach(theObject);
Object attachedObj = selectionKey.attachment();
可以通过选择器的select方法获取是否有就绪的通道；
- int select()
- int select(long timeout)
- int selectNow()
返回值表示上次执行select之后，就绪通道的个数。
可以通过selectedKeySet获取已就绪的通道。返回值是SelectionKey 的集合，处理完相应的通道之后，需要removed 因为Selector不会自己removed.select阻塞后，可以用wakeup唤醒；执行wakeup时，如果没有阻塞的select 那么执行完wakeup后下一个执行select就会立即返回。调用close() 方法关闭selector。
package com.pt.nio;
import java.net.InetAddress;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.CharsetDecoder;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class Reactor implements Runnable {
public int id = 100001;
public int bufferSize = 2048;
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
init();
}
public void init() {
try {
// 创建通道和选择器
ServerSocketChannel socketChannel = ServerSocketChannel.open();
Selector selector = Selector.open();
InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress(
InetAddress.getLocalHost(), 4700);
socketChannel.socket().bind(inetSocketAddress);
// 设置通道非阻塞 绑定选择器
socketChannel.configureBlocking(false);
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT).attach(
id++);
System.out.println("Server started .... port:4700");
listener(selector);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
public void listener(Selector in_selector) {
try {
while (true) {
Thread.sleep(1*1000);
in_selector.select(); // 阻塞 直到有就绪事件为止
Set<SelectionKey> readySelectionKey = in_selector
.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> it = readySelectionKey.iterator();
while (it.hasNext()) {
SelectionKey selectionKey = it.next();
// 判断是哪个事件
if (selectionKey.isAcceptable()) {// 客户请求连接
System.out.println(selectionKey.attachment()
+ " - 接受请求事件");
// 获取通道 接受连接,
// 设置非阻塞模式（必须），同时需要注册 读写数据的事件，这样有消息触发时才能捕获
ServerSocketChannel serverSocketChannel = (ServerSocketChannel) selectionKey
.channel();
serverSocketChannel
.accept()
.configureBlocking(false)
.register(
in_selector,
SelectionKey.OP_READ
| SelectionKey.OP_WRITE).attach(id++);
System.out
.println(selectionKey.attachment() + " - 已连接");
// 下面这种写法是有问题的 不应该在serverSocketChannel上面注册
/*
* serverSocketChannel.configureBlocking(false);
* serverSocketChannel.register(in_selector,
* SelectionKey.OP_READ);
* serverSocketChannel.register(in_selector,
* SelectionKey.OP_WRITE);
*/
}
if (selectionKey.isReadable()) {// 读数据
System.out.println(selectionKey.attachment()
+ " - 读数据事件");
SocketChannel clientChannel=(SocketChannel)selectionKey.channel();
ByteBuffer receiveBuf = ByteBuffer.allocate(bufferSize);
clientChannel.read(receiveBuf);
System.out.println(selectionKey.attachment()
+ " - 读取数据：" + getString(receiveBuf));
}
if (selectionKey.isWritable()) {// 写数据
System.out.println(selectionKey.attachment()
+ " - 写数据事件");
SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
ByteBuffer sendBuf = ByteBuffer.allocate(bufferSize);
String sendText = "hello\n";
sendBuf.put(sendText.getBytes());
sendBuf.flip(); //写完数据后调用此方法
clientChannel.write(sendBuf);
}
if (selectionKey.isConnectable()) {
System.out.println(selectionKey.attachment()
+ " - 连接事件");
}
// 必须removed 否则会继续存在，下一次循环还会进来,
// 注意removed 的位置，针对一个.next() remove一次
it.remove();
}
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println("Error - " + e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
}
/**
* ByteBuffer 转换 String
* @param buffer
* @return
*/
public static String getString(ByteBuffer buffer)
{
String string = "";
try
{
for(int i = 0; i<buffer.position();i++){
string += (char)buffer.get(i);
}
return string;
}
catch (Exception ex)
{
ex.printStackTrace();
return "";
}
}
}
NIO服务器端
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