NIO（三）--阻塞与非阻塞

最新推荐文章于 2024-10-20 21:02:56 发布

csdn_kenneth

最新推荐文章于 2024-10-20 21:02:56 发布

阅读量284

点赞数

分类专栏： NIO

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/csdn_kenneth/article/details/81177690

版权

NIO 专栏收录该内容

12 篇文章

订阅专栏

本文介绍了NIO的基本概念，详细阐述了阻塞和非阻塞的区别。在阻塞模式下，FileChannel无法切换为非阻塞，而网络Channel可以。非阻塞模式下，选择器能监控网络Channel状态，仅在任务准备就绪时分配给服务端线程执行。此外，服务端会响应更多信息。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、基本概念

阻塞：

非阻塞：

客户端和服务端建立的通道，都会注册到选择器。选择器会实时监控各个通道的状态。如果当某一个通道的某一个请求，完全准备就绪时，选择器才会将这个任务分配到服务端的一个或多个线程上去执行。

二、阻塞式

FileChannel不能切换成非阻塞式的。只有网络Channel才能切换成非阻塞式的。选择器用于监控网络Channel。

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;

import org.junit.Test;

/*
 * 一、使用 NIO 完成网络通信的三个核心：
 * 
 * 1. 通道（Channel）：负责连接
 * 		
 * 	   java.nio.channels.Channel 接口：
 * 			|--SelectableChannel
 * 				|--SocketChannel
 * 				|--ServerSocketChannel
 * 				|--DatagramChannel
 * 
 * 				|--Pipe.SinkChannel
 * 				|--Pipe.SourceChannel
 * 
 * 2. 缓冲区（Buffer）：负责数据的存取
 * 
 * 3. 选择器（Selector）：是 SelectableChannel 的多路复用器。用于监控 SelectableChannel 的 IO 状况
 * 
 */
public class TestBlockingNIO {

	//客户端
	@Test
	public void client() throws IOException{
		//1. 获取通道
		SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
		
		FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
		
		//2. 分配指定大小的缓冲区
		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
		
		//3. 读取本地文件，并发送到服务端
		while(inChannel.read(buf) != -1){
			buf.flip();
			sChannel.write(buf);
			buf.clear();
		}
		
		//4. 关闭通道
		inChannel.close();
		sChannel.close();
	}
	
	//服务端
	@Test
	public void server() throws IOException{
		//1. 获取通道
		ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
		
		FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("2.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
		
		//2. 绑定连接
		ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));
		
		//3. 获取客户端连接的通道
		SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();
		
		//4. 分配指定大小的缓冲区
		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
		
		//5. 接收客户端的数据，并保存到本地
		while(sChannel.read(buf) != -1){
			buf.flip();
			outChannel.write(buf);
			buf.clear();
		}
		
		//6. 关闭通道
		sChannel.close();
		outChannel.close();
		ssChannel.close();
	}
}

服务端增加一个响应信息

import org.junit.Test;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;

public class TestBlockingNIO2 {

    @Test
    public void client() throws IOException {

        SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:\\a.txt"), StandardOpenOption.READ);

        while (inChannel.read(buf) != -1) {
            buf.flip();
            sChannel.write(buf);
            buf.clear();
        }

        //这行不加的话，线程会阻塞
        sChannel.shutdownOutput();

        //接收服务端的反馈
        int len = 0;
        while ((len = sChannel.read(buf)) != -1) {
            buf.flip();
            System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
            buf.clear();
        }

        inChannel.close();
        sChannel.close();

    }


    @Test
    public void server() throws IOException {

        ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();

        FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:\\b.txt"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);

        ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));

        SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();

        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

        while (sChannel.read(buf) != -1) {
            buf.flip();
            outChannel.write(buf);
            buf.clear();
        }

        //发送反馈给客户端
        buf.put("服务端接收数据成功".getBytes());
        buf.flip();
        sChannel.write(buf);

        sChannel.close();
        outChannel.close();
        ssChannel.close();
    }
}

三、非阻塞式

import org.junit.Test;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
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.Date;
import java.util.Iterator;
import java.util.Scanner;

public class TestNonBlockingNIO {

    @Test
    public void client() throws IOException {
        //1.获取通道
        SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));

        //2.切换成非阻塞模式
        sChannel.configureBlocking(false);

        //3.分配指定大小的缓冲区
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

        //4.发送数据给服务端
        Scanner scan = new Scanner(System.in);

        while (scan.hasNext()) {
            String str = scan.next();
            buf.put((new Date().toString() + "\n" + str).getBytes());
            buf.flip();
            sChannel.write(buf);
            buf.clear();
        }

        //5.关闭通道
        sChannel.close();
    }

    @Test
    public void server() throws IOException {

        //1.获取通道
        ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();

        //2.切换成非阻塞模式
        ssChannel.configureBlocking(false);

        //3.绑定连接
        ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));

        //4.获取选择器
        Selector selector = Selector.open();

        //5.将通道注册到选择器上，并且指监听事件(接收事件)
        ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

        //6.轮询式的获取选择器上已经“准备就绪”的事件
        while (selector.select() > 0) {

            //7.获取当前选择器中所有注册的“选择键（已就绪的监听事件）”
            Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();

            while (it.hasNext()) {
                //8.获取准备“就绪”的事件
                SelectionKey sk = it.next();
                //9.判断具体是什么事件准备就绪
                if (sk.isAcceptable()) {
                    //10.若“接收就绪”，获取客户端连接
                    SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();

                    //11.切换成非阻塞模式
                    sChannel.configureBlocking(false);

                    //12.将该通道注册到选择器上
                    sChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                } else if (sk.isReadable()) {
                    //13.获取当前选择器上“读就绪”状态的通道
                    SocketChannel sChannel = (SocketChannel) sk.channel();
                    //14.读取数据
                    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
                    int len = 0;
                    while ((len = sChannel.read(buf)) > 0) {
                        buf.flip();
                        System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
                        buf.clear();
                    }
                }

                //15.取消选择键SelectionKey
                it.remove();
            }
        }
    }
}

上面这个例子在idea2017中，如果@Test里面运行，控制台无法输入。可以在main方法中运行。