Java NIO非阻塞服务器示例

于 2011-01-06 16:53:00 发布
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分类专栏： Java 文章标签： 服务器 java socket buffer 多线程 null
本文介绍了一种基于Java NIO的服务器实现方法，通过使用选择器和非阻塞模式来提高服务器处理并发连接的能力。文章详细展示了如何创建服务器端口监听、客户端连接管理以及数据读写流程。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

以前一直用的是“ ervery thread per connection” 的服务器端模式，今天试了下 NIO 非阻塞模式的服务器。  不过 java 不能实现 I/O 完成端口模型，这点很遗憾


package  com.vista.Server;

 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.nio.channels.SocketChannel;
 import  java.util.Iterator;
 import  java.util.LinkedList;
 import  java.util.Set;

 public   class  SelectorServer 
 {
     private   static   int  DEFAULT_SERVERPORT  =   6018 ; // 默认端口
     private   static   int  DEFAULT_BUFFERSIZE  =   1024 ; // 默认缓冲区大小为1024字节
     private  ServerSocketChannel channel;
     private  LinkedList < SocketChannel >  clients;
     private  Selector readSelector;
     private  ByteBuffer buffer; // 字节缓冲区
     private   int  port;
    
     public  SelectorServer( int  port)  throws  IOException
     {
         this .port  =  port;
         this .clients  =   new  LinkedList < SocketChannel > ();
         this .channel  =   null ;
         this .readSelector  =  Selector.open(); // 打开选择器
         this .buffer  =  ByteBuffer.allocate(DEFAULT_BUFFERSIZE);
    }
      //  服务器程序在服务循环中调用sericeClients()方法为已接受的客户服务
     public   void  serviceClients() throws  IOException
     {
        Set keys;
        Iterator it;
        SelectionKey key;
        SocketChannel client;
         //  在readSelector上调用select()方法，参数1代表如果调用select的时候 那么阻塞最多1秒钟等待可用的客户端连接
         if (readSelector.select( 1 )  >   0 )
         {
            keys  =  readSelector.selectedKeys();  //  取得代表端通道的键集合
            it  =  keys.iterator();
            //  遍历，为每一个客户服务 
             while (it.hasNext()) 
             {
               key  =  (SelectionKey)it.next();
                if (key.isReadable())
                {  //  如果通道可读，那么读此通道到buffer中
                   int  bytes;
                  client  =  (SocketChannel)key.channel(); //  取得键对应的通道
                  buffer.clear();  //  清空缓冲区中的内容，设置好position,limit，准备接受数据
                  bytes  =  client.read(buffer);  //  从通道中读数据到缓冲中，返回读取得字节数
                   if (bytes  >=   0 ) 
                   {
                     buffer.flip();  //  准备将缓冲中的数据写回到通道中
                     client.write(buffer);   //  数据写回到通道中
                  }  
                   else   if (bytes  <   0 ) 
                   {  //  如果返回小于零的值代表读到了流的末尾
                     clients.remove(client);
                   //  通道关闭时，选择键也被取消
                     client.close();
                  }
               }
            }
         }
    }
    
     public   void  registerClient(SocketChannel client)  throws  IOException
     { //  配置和注册代表客户连接的通道对象
        client.configureBlocking( false );   //  设置此通道使用非阻塞模式    
        client.register(readSelector, SelectionKey.OP_READ);  //  将这个通道注册到选择器上
        clients.add(client);  // 保存这个通道对象
    }
     public   void  listen()  throws  IOException
     {  // 服务器开始监听端口，提供服务
        ServerSocket socket;
        SocketChannel client;
        channel  =  ServerSocketChannel.open();  //  打开通道
        socket  =  channel.socket();    // 得到与通到相关的socket对象
        socket.bind( new  InetSocketAddress(port),  10 );    // 将scoket榜定在制定的端口上
         // 配置通到使用非阻塞模式，在非阻塞模式下，可以编写多道程序同时避免使用复杂的多线程
        channel.configureBlocking( false );    
         try  
         {
             while ( true ) 
             { //      与通常的程序不同，这里使用channel.accpet()接受客户端连接请求，而不是在socket对象上调用accept(),这里在调用accept()方法时如果通道配置为非阻塞模式,那么accept()方法立即返回null，并不阻塞
                client  =  channel.accept();    
                 if (client  !=   null )
                 {
                    registerClient(client);  //  注册客户信息
                }
                serviceClients();   //  为以连接的客户服务
            }
        }  
         finally  
         {
            socket.close();  //  关闭socket，关闭socket会同时关闭与此socket关联的通道
        }
    }
     public   static   void  main(String[] args)  throws  IOException 
     {
        System.out.println( " 服务器启动 " );
        SelectorServer server  =   new  SelectorServer(SelectorServer.DEFAULT_SERVERPORT);
        server.listen();  // 服务器开始监听端口，提供服务

        
    }

}

 

修改版本：

 

package com.vista.Server;

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
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.LinkedList;
import java.util.Set;

 public   class  SelectorServer 
 {
     private   static   int  DEFAULT_SERVERPORT  =   6018 ; // 默认端口
     private   static   int  DEFAULT_BUFFERSIZE  =   1024 ; // 默认缓冲区大小为1024字节
     private   static  String DEFAULT_CHARSET  =   " GB2312 " ; // 默认码集
     private   static  String DEFAULT_FILENAME  =   " bigfile.dat " ;
     private  ServerSocketChannel channel;
     private  LinkedList < SocketChannel >  clients;
     private  Selector selector; // 选择器
     private  ByteBuffer buffer; // 字节缓冲区
     private   int  port;
     private  Charset charset; // 字符集
     private  CharsetDecoder decoder; // 解码器
    
    
     public  SelectorServer( int  port) throws IOException
     {
         this .port  =  port;
         this .clients  =   new  LinkedList < SocketChannel > ();
         this .channel  =   null ;
         this .selector  =  Selector.open(); // 打开选择器
         this .buffer  =  ByteBuffer.allocate(DEFAULT_BUFFERSIZE);
         this .charset  =  Charset.forName(DEFAULT_CHARSET);
         this .decoder  =   this .charset.newDecoder();
        
    }
    
      private   class  HandleClient 
      {
          private  String strGreeting  =   " welcome to VistaQQ " ;
          public  HandleClient() throws IOException 
          {
         }
          public  String readBlock() 
          { // 读块数据
              return   this .strGreeting;
         }
          public   void  close() 
          {
             
         }
    }

     protected   void  handleKey(SelectionKey key) throws IOException
     { // 处理事件
           if  (key.isAcceptable()) 
           {  //  接收请求
              ServerSocketChannel server  =  (ServerSocketChannel) key.channel(); // 取出对应的服务器通道
              SocketChannel channel  =  server.accept();
              channel.configureBlocking( false );
              channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); // 客户socket通道注册读操作
          }
           else   if  (key.isReadable()) 
           {  //  读信息
              SocketChannel channel  =  (SocketChannel) key.channel();
               int  count  =  channel.read( this .buffer);
               if  (count  >   0 ) 
               {
                 this .buffer.flip();
                CharBuffer charBuffer  =  decoder.decode( this .buffer);
                System. out .println( " Client >> "   +  charBuffer.toString());
                SelectionKey wKey  =  channel.register(selector,
                    SelectionKey.OP_WRITE); // 为客户sockt通道注册写操作
                wKey.attach( new  HandleClient());
              }  
               else
               { // 客户已经断开
                channel.close();
              }
               this .buffer.clear(); // 清空缓冲区
         }
          else   if  (key.isWritable()) 
          {  //  写事件
              SocketChannel channel  =  (SocketChannel) key.channel();
              HandleClient handle  =  (HandleClient) key.attachment(); // 取出处理者
              ByteBuffer block  =  ByteBuffer.wrap(handle.readBlock().getBytes());
              channel.write(block);
              //  channel.socket().getInputStream().(block);
 //               PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
 //                         channel.socket().getOutputStream())), true);
 //               out.write(block.toString());

        }

    }
     public   void  listen() throws IOException
     {  // 服务器开始监听端口，提供服务
        ServerSocket socket;
        channel  =  ServerSocketChannel.open();  //  打开通道
        socket  =  channel.socket();    // 得到与通到相关的socket对象
        socket.bind( new  InetSocketAddress(port));    // 将scoket榜定在制定的端口上
         // 配置通到使用非阻塞模式，在非阻塞模式下，可以编写多道程序同时避免使用复杂的多线程
        channel.configureBlocking( false );    
        channel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
         try  
         {
             while ( true ) 
             { //      与通常的程序不同，这里使用channel.accpet()接受客户端连接请求，而不是在socket对象上调用accept(),这里在调用accept()方法时如果通道配置为非阻塞模式,那么accept()方法立即返回null，并不阻塞
                 this .selector.select();
                Iterator iter  =   this .selector.selectedKeys().iterator();
                 while (iter.hasNext())
                 {
                    SelectionKey key  =  (SelectionKey)iter.next();
                    iter.remove();
                     this .handleKey(key);
                    
                }
            }
        }  
         catch (IOException ex)
         {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
     public   static   void  main(String[] args) throws IOException 
     {
        System. out .println( " 服务器启动 " );
        SelectorServer server  =   new  SelectorServer(SelectorServer.DEFAULT_SERVERPORT);
        server.listen();  // 服务器开始监听端口，提供服务
    }

}


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