网络编程之NIO

网络编程之NIO

NIO是一种多路复用机制，它的思想是一个线程处理一个请求，通过将所有连接存在一个多路复用器中，然后通过轮询这个多路复用器查看是否有连接发送了事件，当发现了有事件发生时（如IO操作），则调用线程来处理这个连接，相比BIO能处理的连接数大大提高，并且线程利用率也高了很多。这里要注意NIO底层是epoll实现的，相对于select有更大的优势。

代码相关：
我这里为了编程简单，体现NIO的大体思路，还没有使用到线程池，而是基于单线程来处理连接请求和读写操作，真正开发中应该是使用一个线程来处理连接请求，然后一个线程池来处理读写操作。

大体思路：

• 建立ServerSocketChannel绑定端口和IP
• 给每个连接插口设置一个key
• 轮询这些key，将发生状态变化的key保存到一个Set中
• 轮询这个Set，判断这些key是发生了连接请求还是读写操作，并作相应处理…

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.Iterator;
import java.util.Set;

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
        ssc.socket().bind(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8888));
        ssc.configureBlocking(false);

        System.out.println("server started, listening on :" + ssc.getLocalAddress());
        //建立多路复用器
        Selector selector = Selector.open();
        //在上面为每个插口设置key
        ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

        while(true) {
        	//阻塞方法，当有连接请求时继续运行
            selector.select();
            //轮询发生了状态变化的key提取出来
            Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
            Iterator<SelectionKey> it = keys.iterator();
            while(it.hasNext()) {//轮询发生事件的key，查看时出现了连接请求还是读写操作
                SelectionKey key = it.next();
                it.remove();
                handle(key);
            }
        }

    }

    private static void handle(SelectionKey key) {
        if(key.isAcceptable()) {//发生了建立连接
            try {
            	//初始化通道
                ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel) key.channel();
                //建立连接
                SocketChannel sc = ssc.accept();
                //设置为非阻塞模式
                sc.configureBlocking(false);
                sc.register(key.selector(), SelectionKey.OP_READ );
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
            }
        } else if (key.isReadable()) { //flip 发生了读写事件
            SocketChannel sc = null;
            try {
                sc = (SocketChannel)key.channel();
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(512);
                buffer.clear();
                int len = sc.read(buffer);

                if(len != -1) {
                    System.out.println(new String(buffer.array(), 0, len));
                }

                ByteBuffer bufferToWrite = ByteBuffer.wrap("HelloClient".getBytes());
                sc.write(bufferToWrite);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                if(sc != null) {
                    try {
                        sc.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

总结：
NIO相对于BIO能处理更多的连接数，并发性能更好，不过编程难度也大很多，在实际开发中，可以使用Netty来开发，它实现了很多封装并对NIO中的很多可能出现的问题进行了处理。