使用nio基本api处理tcp/ip服务端编程

落日映苍穹つ 2022-02-24 12:14 238阅读 0赞

# 一.示例代码 #

package nio.base.socket.server;
    
    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 WebServer {
    	public static void main(String[] args) {
    		try {
    			ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
    			ssc.socket().bind(new InetSocketAddress("192.168.31.198", 8000));
    			ssc.configureBlocking(false);
    
    			Selector selector = Selector.open();
    			// 注册 channel，作为服务端唯一感兴趣的事件是 Accept
    			ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    
    			ByteBuffer readBuff = ByteBuffer.allocate(1024);
    
    			while (true) {
    				int nReady = selector.select();
    				if (nReady == 0)
    					continue;
    				Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
    				Iterator<SelectionKey> it = keys.iterator();
    				while (it.hasNext()) {
    					SelectionKey key = it.next();
    					it.remove();
    					// 处理OP_ACCEPT事件
    					if (key.isAcceptable()) {
    						SocketChannel socketChannel = ssc.accept();
    						socketChannel.configureBlocking(false);
    						System.out.println("来自" + socketChannel.getRemoteAddress() + "的新连接接入");
    						// 把连接注册到selector上,指定这个channel只对读操作感兴趣
    						socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
    						continue;
    					}
    
    					// 处理OP_READ事件
    					if (key.isReadable()) {
    						SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
    						readBuff.clear();
    						if (socketChannel.read(readBuff) == -1) {
    							key.cancel();
    							continue;
    						}
    						readBuff.flip();
    						System.out.println("received : " + new String(readBuff.array()));
    						key.interestOps(SelectionKey.OP_WRITE);
    						continue;
    					}
    
    					// 处理OP_WRITE事件
    					if (key.isWritable()) {
    						SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
    						socketChannel.write(ByteBuffer.wrap("received".getBytes()));
    						key.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
    						continue;
    					}
    
    				}
    			}
    		} catch (IOException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }

# 二.详细说明 #

## 1.创建ServerSocketChannel ##

ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
    			ssc.socket().bind(new InetSocketAddress("192.168.31.198", 8000));
    			ssc.configureBlocking(false);

首先新建ServerSocketChannel ssc,配置非阻塞,基操

## 2.创建selector注册事件 ##

Selector selector = Selector.open();
    			// 注册 channel，作为服务端唯一感兴趣的事件是 Accept
    			ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

然后是nio的重点,selector

selector其实就是一个线程,帮助你轮询你注册的通道有没有产生相应事件,产生了就会给你自动插入一条对应的key

这里把我们的服务端通道ssc和OP\_ACCEPT注册到selector上,这样selector会在ssc可以accept时会插入一条key

**那么这里的重点是关于如何注册事件**  
**selector如何知道指定的通道对什么事件感兴趣,这里我们看到是通过注册方法来指定的  
具体实现是改变了通道对应的key的interest set的位值  
这个位值不只是在注册时可以指定,也可以通过key.interestOps(SelectionKey.OP\_XX)来改变,但这个改变需要再下一次调用selector.select()后才会起作用**

## 3.接收Selector通知的key ##

while (true) {
    				int nReady = selector.select();
    				if (nReady == 0)
    					continue;
    				Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
    				Iterator<SelectionKey> it = keys.iterator();
    				
    				while (it.hasNext()) {
    					SelectionKey key = it.next();
    					it.remove();
    					...
    				}
    				
    			}

然后我们开始写while,在循环里调用selector.select(),如果返回值不为0就表示有一个或多个key需要处理了,然后去调用  
selector.selectedKeys();获得需要处理的key的集合

获得key之后,就在集合里把这个remove掉,表示已经处理过了,不然会一直需要你处理

## 4.处理SelectionKey事件 ##

下面分别处理各种key

###### 1.OP\_ACCEPT ######

if (key.isAcceptable()) {
    		SocketChannel socketChannel = ssc.accept();
    		socketChannel.configureBlocking(false);
    		System.out.println("来自" + socketChannel.getRemoteAddress() + "的新连接接入");
    		// 把连接注册到selector上,指定这个channel只对读操作感兴趣
    		socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
    		continue;
    	}

ssc通道关于accept的事件我们注册到selector里了,所以这里是selector通知我们有新连接接入了,那么就accept这个新连接socketChannel ,并且把socketChannel和OP\_READ注册到selector上,就是说selector在这个socketChannel有新消息可读时会插入一条对应的key通知我们

###### 2.OP\_READ ######

if (key.isReadable()) {
    		SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
    		readBuff.clear();
    		if (socketChannel.read(readBuff) == -1) {
    			key.cancel();
    			continue;
    		}
    		readBuff.flip();
    		System.out.println("received : " + new String(readBuff.array()));
    		key.interestOps(SelectionKey.OP_WRITE);
    		continue;
    	}

socketChannel通道可读时,我们需要判断一下读出来是不是-1  
\-1是约定的中止值,如果通道在该selector的位值包含有read事件,并且被客户端中断了,那么selector会无限通知我们有可读事件,其实读出来的是中止值-1,那这里需要处理一下,是-1的时候就把key对应的通道直接cancel掉了

在读完数据之后,我想对他发送一条回包,那么此时调用key.interestOps(SelectionKey.OP\_WRITE); 通知selector对于这个通道帮我们只监听可写事件,一般来说通道99%的时间都是可写的,不出意外selector在下次调用selector.select();后会马上插入关于此通道可写的key通知我们

###### 2.OP\_WRITE ######

if (key.isWritable()) {
    		SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
    		socketChannel.write(ByteBuffer.wrap("received".getBytes()));
    		key.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
    		continue;
    	}

此时我们发送对应的回包然后马上调用key.interestOps(SelectionKey.OP\_READ);通知selector对于这个通道帮我们只监听可读事件,因为通道99%的时间都是可写的,如果不置回去的话selector会不停地通知我们该通道可写,死循环调用这一方法

# 三.总结 #

以上就是调用nio基本的api编写服务端的基本流程,重点在于要理解selector到底是怎么工作的,才会减少困惑;实际上nio基本的api还是太简略了,一般还是用框架,下面是我关于用springboot+netty实现服务端的另一个demo  
[https://blog.csdn.net/qq\_24516549/article/details/88985217][https_blog.csdn.net_qq_24516549_article_details_88985217]  
有疑惑或者我哪里写错了的欢迎评论交流

[https_blog.csdn.net_qq_24516549_article_details_88985217]: https://blog.csdn.net/qq_24516549/article/details/88985217