一.原理分析
- NIO 非阻塞 網絡編程相關的(Selector、SelectionKey、ServerScoketChannel和SocketChannel) 關係梳理圖
什麼是SelectionKey（選擇鍵）
- 是一個抽象類,表示selectableChannel在Selector中註冊的標識.每個Channel向Selector註冊時,都將會創建一個selectionKey
- 選擇鍵將Channel與Selector建立了關係,並維護了channel事件.
- 可以通過cancel方法取消鍵,取消的鍵不會立即從selector中移除,而是添加到cancelledKeys中,在下一次select操作時移除它.所以在調用某個key時,需要使用isValid進行校驗.
public abstract SelectableChannel channel();
public abstract Selector selector();
該類的內部可以獲得Channel和Selector的實例
同時該類定義了四種事件 讀寫連接和接收連接
ServerSocketChannel結構圖
ServerSocketChannel繼承了SerlectableChannel，而SelectableChannel作爲抽象父類，是註冊選擇器（register（）方法），與選擇器配合使用的組件。
詳細解釋：
- 當客戶端連接時，會通過ServerSocketChannel 得到 SocketChannel
- Selector 進行監聽 select 方法, 返回有事件發生的通道的個數.
- 將socketChannel註冊到Selector上, register(Selector sel, int ops), 一個selector上可以註冊多個SocketChannel
- 註冊後返回一個 SelectionKey, 會和該Selector 關聯(集合)
- 進一步得到各個 SelectionKey (有事件發生)
- 在通過 SelectionKey 反向獲取 SocketChannel , 方法 channel()
- 可以通過 得到的 channel , 完成業務處理
二.代碼實例
一.服務器端：
服務器端的核心是要通過while循環接收客戶端連接，當Selector.select方法返回值>0，說明有連接，然後獲取到SelectionKey集合，通過該集合來處理對應的事件。
public static void main(String[] args) throws Exception{
//創建ServerSocketChannel -> ServerSocket
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
//得到一個Selecor對象
Selector selector = Selector.open();
//綁定一個端口6666, 在服務器端監聽
serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(6666));
//設置爲非阻塞
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
//把 serverSocketChannel 註冊到 selector 關心 事件爲 OP_ACCEPT
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
System.out.println("註冊後的selectionkey 數量=" + selector.keys().size()); // 1
//循環等待客戶端連接
while (true) {
//這裏我們等待1秒，如果沒有事件發生, 返回
if(selector.select(1000) == 0) { //沒有事件發生
System.out.println("服務器等待了1秒，無連接");
continue;
}
//如果返回的>0, 就獲取到相關的 selectionKey集合
//1.如果返回的>0， 表示已經獲取到關注的事件
//2. selector.selectedKeys() 返回關注事件的集合
// 通過 selectionKeys 反向獲取通道
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
System.out.println("selectionKeys 數量 = " + selectionKeys.size());
//遍歷 Set<SelectionKey>, 使用迭代器遍歷
Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectionKeys.iterator();
while (keyIterator.hasNext()) {
//獲取到SelectionKey
SelectionKey key = keyIterator.next();
//根據key 對應的通道發生的事件做相應處理
if(key.isAcceptable()) { //如果是 OP_ACCEPT, 有新的客戶端連接
//該該客戶端生成一個 SocketChannel
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
System.out.println("客戶端連接成功 生成了一個 socketChannel " + socketChannel.hashCode());
//將 SocketChannel 設置爲非阻塞
socketChannel.configureBlocking(false);
//將socketChannel 註冊到selector, 關注事件爲 OP_READ， 同時給socketChannel
//關聯一個Buffer
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024));
System.out.println("客戶端連接後 ，註冊的selectionkey 數量=" + selector.keys().size()); //2,3,4..
}
if(key.isReadable()) { //發生 OP_READ
//通過key 反向獲取到對應channel
SocketChannel channel = (SocketChannel)key.channel();
//獲取到該channel關聯的buffer
ByteBuffer buffer = (ByteBuffer)key.attachment();
channel.read(buffer);
System.out.println("form 客戶端 " + new String(buffer.array()));
}
//手動從集合中移動當前的selectionKey, 防止重複操作
keyIterator.remove();
}
}
}
二.客戶端
客戶端的核心是調用SocketChannel的select方法，當未接收到連接則等待（非阻塞），當接收到連接時，創建一個Buffer對象寫數據到Channel即可。
public static void main(String[] args) throws Exception{
//得到一個網絡通道
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
//設置非阻塞
socketChannel.configureBlocking(false);
//提供服務器端的ip 和 端口
InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 6666);
//連接服務器 連接成功則該方法返回true 。 否則，此方法返回false
if (!socketChannel.connect(inetSocketAddress)) {
while (!socketChannel.finishConnect()) {
System.out.println("因爲連接需要時間，客戶端不會阻塞，可以做其它工作..");
}
}
//...如果連接成功，就發送數據
String str = "helloworld";
//Wraps a byte array into a buffer
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(str.getBytes());
ByteBuffer buffer1 = ByteBuffer.allocate(512);
//發送數據，將 buffer 數據寫入 channel
socketChannel.write(buffer);
System.in.read();
}
運行效果：
