非阻塞通讯(1)

对之前学过socket进行总结，但是这次会比较深入的体会一下，主要以孙卫琴老师的书为主，加上自己的总结：
一般的socket和serversocket就不总结了，主要进入非阻塞通信进行总结:
首先考虑一下阻塞的通讯在哪些地方会产生阻塞：
1，从线程方面考虑：
线程执行了Thread.sleep(int n)方法，线程放弃CPU，睡眠N毫秒，然后恢复运行；
线程执行一段同步代码，由于无法获得相关的同步锁，只好进入阻塞状态，等到获得了同步锁，才恢复运行；
线程执行了一个对象的wait()方法，进入阻塞状态，只有等到其他线程执行了该对象的notify()或notifyAll()方法，才可能将其唤醒；
线程执行I/O操作或进行远程通信时，会因为等待相关的资源而进入阻塞状态。例如，当线程执行System.in.read()方法时，如果用户没有向控制台输入数据，则该线程会一直等读到用户的输入数据才从read()方法返回；
2，进行远程通信时，在客户程序中，线程在以下情况可能进入阻塞状态
请求与服务器建立连接时，即当线程执行Socket的带参数的构造方法，或执行Socket的connect()方法，会进入阻塞状态，直到连接成功，此线程才从Socket的构造方法或connect()方法返回；
线程从Socket的输入流读入数据时，如果没有足够的数据，就会进入阻塞状态，直到读到了足够的数据，或者到达输入流的末尾，或者出现异常，才从输入流的read()方法返回或异常中断，输入流中有多少数据才算足够呢？这要看线程执行的read()方法的类型；（1）int read()只要输入流中有一个字节，就算足够；（2）int read(byte[] buff)只要输入流中的字节数目与参数buff数组的长度相同，就算足够（3）String readLine()只要输入流中有一行字符串，就算足够，值得注意的是，InputStream类并没有readLine()方法，在过滤流BufferedReader类中才有此方法
线程向Socket的输入流写一批数据时，可能会进入阻塞状态，等到输出了所有的数据，或者出现异常，才从输入流的write方法返回或异常中断；
调用Socket的setSolinger方法设置了关闭Socket的延迟时时间，那么当线程执行socket的close()方法时，会进入阻塞状态，直到底层Socket发送完所有剩下 数据，或者超过了setSolinger方法设置的延迟时间，才从close()方法返回；
3,在服务器程序中，线程在以下情况下可能会进入阻塞状态
线程执行ServerSocket的accept()方法，等待客户的连接，直到接收到了客户连接，才能从accept()方法返回；
线程从Socket的输入流读入数据，如果输入流没有足够的数据，就会进入阻塞状态；
线程向Socket的输出流写入一批数据，可能会进入阻塞状态，等到输出了所有的数据，或者出现异常，才从输出流的write方法返回或异常中断。
由此，如果从性能方面来说，多线程的设计是十分重要，主要能提高并发性，另外一方面，在通过Socket的输入流和输出流来写数据时，都可能进入阻塞状态，称为阻塞I/O。

下面来介绍java.nio中主要的几个类：
ServerSocketChannel:ServerSocket的代替类，支持阻塞通信和非阻塞通信；
SocketChannel:Socket的代替类，支持阻塞通信与非阻塞通信；
Selector:为ServerSocketChannel监控接收连接就绪事件，为SocketChannel监控连接就绪，读就绪和写就绪事件；
SelectorKey:代表ServerSocketChannel及SocketChannel向Selector注册事件的句柄，当一个SelectorKey对象位于Selector对象的selected-keys集合中时，就表示与这个SelectionKey对象相关的事件发生了。

ServerSocketChannel及SocketChannel都是SelectableChannel的子类，SelectableChannel类及其子类都能委托Selector来监控它们可能发生的一些事情，这种委托过程也成为注册事件的过程。

实际上ServerSocketChannel和SocketChannel跟SelectableChannel的继承关系中间多了一个AbstarctSelectableChannel:

java.lang.Object
  继承者 java.nio.channels.spi.AbstractInterruptibleChannel
      继承者 java.nio.channels.SelectableChannel
          继承者 java.nio.channels.spi.AbstractSelectableChannel
              继承者 java.nio.channels.ServerSocketChannel

SelectionKey key = serverSocketChannel.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT);实际上这个方法调用的是SelectableChannel的register的方法；
ServerSocketChannel只可能发生一种事件，SelectionKey.OP_ACCEPT:接收连接就绪事件，表示至少有一个客户链接，服务器可以接收这个连接。
SocketChannel可能发生以下三种事件，SelectionKey.OP_ACCEPT:连接就绪事件，表示客户与服务器的连接已经建立成功；
Selection.OP_READ:读就绪事件，表示输入流中已经有了可读数据，以执行读操作了
Selection.OP_WRITE:写就绪事件，表示已经向输出流写数据了。
现在来看看register的源码：
AbstractSelectableChannel.java中：
 public final SelectionKey register(Selector sel, int ops,
                       Object att)
    throws ClosedChannelException
    {
    if (!isOpen())// 判断此通道是否处于打开状态。
        throw new ClosedChannelException();
    if ((ops & ~validOps()) != 0)//如果ops不在操作集中则抛出异常
        throw new IllegalArgumentException();
    synchronized (regLock) {//获得锁，防止多程程造成不安全
        if (blocking)//如果是设置为阻塞，则抛出异常
        throw new IllegalBlockingModeException();
        SelectionKey k = findKey(sel);//获得SelectionKey句柄
            if (k != null) {
                k.interestOps(ops);//获取此键的 interest 集合
        k.attach(att);//把Object关联上去
            }
        if (k == null) {//如果k为空，那么重新注册
        // New registration
        k = ((AbstractSelector)sel).register(this, ops, att);//向此选择器注册给定的通道。返回表示给定通道向此选择器注册的新键
        addKey(k);//把selectionKey注册到Selctor上
        }
            return k;
        }
    }

 private SelectionKey findKey(Selector sel) {
    synchronized (keyLock) {
            if (keys == null)//如果SelectionKey[]为空，则返回null
                return null;
        for (int i = 0; i < keys.length; i++)
                if ((keys[i] != null) && (keys[i].selector() == sel))//keys[i].selector(),返回为此选择器创建的键。即使已取消该键后，此方法仍将继续返回选择器。如果SelectionKey不为空并且SelectionKey返回的selector如果等于sel，那么Selector上的SelectionKey句柄返回
                    return keys[i];
        return null;
    }
    }
    
    
     private void addKey(SelectionKey k) {
    synchronized (keyLock) {
        int i = 0;
        if ((keys != null) && (keyCount < keys.length)) {
        // Find empty element of key array
        for (i = 0; i < keys.length; i++)
            if (keys[i] == null)
            break;
        } else if (keys == null) {
                keys =  new SelectionKey[3];
            } else {
        // Grow key array
        int n = keys.length * 2;
        SelectionKey[] ks =  new SelectionKey[n];
        for (i = 0; i < keys.length; i++)
            ks[i] = keys[i];
        keys = ks;
        i = keyCount;
        }
        keys[i] = k;
        keyCount++;
    }
    }

暂时先到这里，明天继续......