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  • JAVA NIO深入剖析

    第三章 JAVA NIO深入剖析

    在讲解利用NIO实现通信架构之前,我们需要先来了解一下NIO的基本特点和使用。

    1.1 Java NIO 基本介绍

    • Java NIO(New IO)也有人称之为 java non-blocking IO是从Java 1.4版本开始引入的一个新的IO API,可以替代标准的Java IO API。NIO与原来的IO有同样的作用和目的,但是使用的方式完全不同,NIO支持面向缓冲区的、基于通道的IO操作。NIO将以更加高效的方式进行文件的读写操作。NIO可以理解为非阻塞IO,传统的IO的read和write只能阻塞执行,线程在读写IO期间不能干其他事情,比如调用socket.read()时,如果服务器一直没有数据传输过来,线程就一直阻塞,而NIO中可以配置socket为非阻塞模式。
    • NIO 相关类都被放在 java.nio 包及子包下,并且对原 java.io 包中的很多类进行改写。
    • NIO 有三大核心部分:Channel( 通道) ,Buffer( 缓冲区), Selector( 选择器)
    • Java NIO 的非阻塞模式,使一个线程从某通道发送请求或者读取数据,但是它仅能得到目前可用的数据,如果目前没有数据可用时,就什么都不会获取,而不是保持线程阻塞,所以直至数据变的可以读取之前,该线程可以继续做其他的事情。 非阻塞写也是如此,一个线程请求写入一些数据到某通道,但不需要等待它完全写入,这个线程同时可以去做别的事情。
    • 通俗理解:NIO 是可以做到用一个线程来处理多个操作的。假设有 1000 个请求过来,根据实际情况,可以分配20 或者 80个线程来处理。不像之前的阻塞 IO 那样,非得分配 1000 个。

    1.2 NIO 和 BIO 的比较

    • BIO 以流的方式处理数据,而 NIO 以块的方式处理数据,块 I/O 的效率比流 I/O 高很多
    • BIO 是阻塞的,NIO 则是非阻塞的
    • BIO 基于字节流和字符流进行操作,而 NIO 基于 Channel(通道)和 Buffer(缓冲区)进行操作,数据总是从通道
      读取到缓冲区中,或者从缓冲区写入到通道中。Selector(选择器)用于监听多个通道的事件(比如:连接请求,数据到达等),因此使用单个线程就可以监听多个客户端通道
    NIO BIO
    面向缓冲区(Buffer) 面向流(Stream)
    非阻塞(Non Blocking IO) 阻塞IO(Blocking IO)
    选择器(Selectors)

    1.3 NIO 三大核心原理示意图

    NIO 有三大核心部分:Channel( 通道) ,Buffer( 缓冲区), Selector( 选择器)

    Buffer缓冲区

    缓冲区本质上是一块可以写入数据,然后可以从中读取数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象,并提供了一组方法,用来方便的访问该块内存。相比较直接对数组的操作,Buffer API更加容易操作和管理。

    Channel(通道)

    Java NIO的通道类似流,但又有些不同:既可以从通道中读取数据,又可以写数据到通道。但流的(input或output)读写通常是单向的。 通道可以非阻塞读取和写入通道,通道可以支持读取或写入缓冲区,也支持异步地读写。

    Selector选择器

    Selector是 一个Java NIO组件,可以能够检查一个或多个 NIO 通道,并确定哪些通道已经准备好进行读取或写入。这样,一个单独的线程可以管理多个channel,从而管理多个网络连接,提高效率

    image-20200619153658139

    • 每个 channel 都会对应一个 Buffer
    • 一个线程对应Selector , 一个Selector对应多个 channel(连接)
    • 程序切换到哪个 channel 是由事件决定的
    • Selector 会根据不同的事件,在各个通道上切换
    • Buffer 就是一个内存块 , 底层是一个数组
    • 数据的读取写入是通过 Buffer完成的 , BIO 中要么是输入流,或者是输出流, 不能双向,但是 NIO 的 Buffer 是可以读也可以写。
    • Java NIO系统的核心在于:通道(Channel)和缓冲区 (Buffer)。通道表示打开到 IO 设备(例如:文件、 套接字)的连接。若需要使用 NIO 系统,需要获取 用于连接 IO 设备的通道以及用于容纳数据的缓冲 区。然后操作缓冲区,对数据进行处理。简而言之,Channel 负责传输, Buffer 负责存取数据

    1.4 NIO核心一:缓冲区(Buffer)

    缓冲区(Buffer)

    一个用于特定基本数据类 型的容器。由 java.nio 包定义的,所有缓冲区 都是 Buffer 抽象类的子类.。Java NIO 中的 Buffer 主要用于与 NIO 通道进行 交互,数据是从通道读入缓冲区,从缓冲区写入通道中的

    image-20200619163952309

    Buffer 类及其子类

    Buffer 就像一个数组,可以保存多个相同类型的数据。根 据数据类型不同 ,有以下 Buffer 常用子类:

    • ByteBuffer
    • CharBuffer
    • ShortBuffer
    • IntBuffer
    • LongBuffer
    • FloatBuffer
    • DoubleBuffer

    上述 Buffer 类 他们都采用相似的方法进行管理数据,只是各自 管理的数据类型不同而已。都是通过如下方法获取一个 Buffer 对象:

    static XxxBuffer allocate(int capacity) : 创建一个容量为capacity 的 XxxBuffer 对象
    

    缓冲区的基本属性

    Buffer 中的重要概念:

    • 容量 (capacity) :作为一个内存块,Buffer具有一定的固定大小,也称为"容量",缓冲区容量不能为负,并且创建后不能更改。
    • 限制 (limit):表示缓冲区中可以操作数据的大小(limit 后数据不能进行读写)。缓冲区的限制不能为负,并且不能大于其容量。 写入模式,限制等于buffer的容量。读取模式下,limit等于写入的数据量
    • 位置 (position):下一个要读取或写入的数据的索引。缓冲区的位置不能为 负,并且不能大于其限制
    • 标记 (mark)与重置 (reset):标记是一个索引,通过 Buffer 中的 mark() 方法 指定 Buffer 中一个特定的 position,之后可以通过调用 reset() 方法恢复到这 个 position.
      标记、位置、限制、容量遵守以下不变式: 0 <= mark <= position <= limit <= capacity
    • 图示:
    • image-20200619172434538

    Buffer常见方法

    Buffer clear() 清空缓冲区并返回对缓冲区的引用
    Buffer flip() 为 将缓冲区的界限设置为当前位置,并将当前位置充值为 0
    int capacity() 返回 Buffer 的 capacity 大小
    boolean hasRemaining() 判断缓冲区中是否还有元素
    int limit() 返回 Buffer 的界限(limit) 的位置
    Buffer limit(int n) 将设置缓冲区界限为 n, 并返回一个具有新 limit 的缓冲区对象
    Buffer mark() 对缓冲区设置标记
    int position() 返回缓冲区的当前位置 position
    Buffer position(int n) 将设置缓冲区的当前位置为 n , 并返回修改后的 Buffer 对象
    int remaining() 返回 position 和 limit 之间的元素个数
    Buffer reset() 将位置 position 转到以前设置的 mark 所在的位置
    Buffer rewind() 将位置设为为 0, 取消设置的 mark
    

    缓冲区的数据操作

    Buffer 所有子类提供了两个用于数据操作的方法:get()put() 方法
    取获取 Buffer中的数据
    get() :读取单个字节
    get(byte[] dst):批量读取多个字节到 dst 中
    get(int index):读取指定索引位置的字节(不会移动 position)
        
    放到 入数据到 Buffer 中 中
    put(byte b):将给定单个字节写入缓冲区的当前位置
    put(byte[] src):将 src 中的字节写入缓冲区的当前位置
    put(int index, byte b):将指定字节写入缓冲区的索引位置(不会移动 position)
    

    使用Buffer读写数据一般遵循以下四个步骤:

    • 1.写入数据到Buffer
    • 2.调用flip()方法,转换为读取模式
    • 3.从Buffer中读取数据
    • 4.调用buffer.clear()方法或者buffer.compact()方法清除缓冲区

    案例演示

    public class TestBuffer {
       @Test
       public void test3(){
          //分配直接缓冲区
          ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
          System.out.println(buf.isDirect());
       }
       
       @Test
       public void test2(){
          String str = "itheima";
          
          ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
          
          buf.put(str.getBytes());
          
          buf.flip();
          
          byte[] dst = new byte[buf.limit()];
          buf.get(dst, 0, 2);
          System.out.println(new String(dst, 0, 2));
          System.out.println(buf.position());
          
          //mark() : 标记
          buf.mark();
          
          buf.get(dst, 2, 2);
          System.out.println(new String(dst, 2, 2));
          System.out.println(buf.position());
          
          //reset() : 恢复到 mark 的位置
          buf.reset();
          System.out.println(buf.position());
          
          //判断缓冲区中是否还有剩余数据
          if(buf.hasRemaining()){
             //获取缓冲区中可以操作的数量
             System.out.println(buf.remaining());
          }
       }
        
       @Test
       public void test1(){
          String str = "itheima";
          //1. 分配一个指定大小的缓冲区
          ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
          System.out.println("-----------------allocate()----------------");
          System.out.println(buf.position());
          System.out.println(buf.limit());
          System.out.println(buf.capacity());
          
          //2. 利用 put() 存入数据到缓冲区中
          buf.put(str.getBytes());
          System.out.println("-----------------put()----------------");
          System.out.println(buf.position());
          System.out.println(buf.limit());
          System.out.println(buf.capacity());
          
          //3. 切换读取数据模式
          buf.flip();
          System.out.println("-----------------flip()----------------");
          System.out.println(buf.position());
          System.out.println(buf.limit());
          System.out.println(buf.capacity());
          
          //4. 利用 get() 读取缓冲区中的数据
          byte[] dst = new byte[buf.limit()];
          buf.get(dst);
          System.out.println(new String(dst, 0, dst.length));
    
          System.out.println("-----------------get()----------------");
          System.out.println(buf.position());
          System.out.println(buf.limit());
          System.out.println(buf.capacity());
          //5. rewind() : 可重复读
          buf.rewind();
          System.out.println("-----------------rewind()----------------");
          System.out.println(buf.position());
          System.out.println(buf.limit());
          System.out.println(buf.capacity());
          
          //6. clear() : 清空缓冲区. 但是缓冲区中的数据依然存在,但是处于“被遗忘”状态
          buf.clear();
          System.out.println("-----------------clear()----------------");
          System.out.println(buf.position());
          System.out.println(buf.limit());
          System.out.println(buf.capacity());
          System.out.println((char)buf.get());
          
       }
    
    }
    

    直接与非直接缓冲区

    什么是直接内存与非直接内存

    根据官方文档的描述:

    byte byffer可以是两种类型,一种是基于直接内存(也就是非堆内存);另一种是非直接内存(也就是堆内存)。对于直接内存来说,JVM将会在IO操作上具有更高的性能,因为它直接作用于本地系统的IO操作。而非直接内存,也就是堆内存中的数据,如果要作IO操作,会先从本进程内存复制到直接内存,再利用本地IO处理。

    从数据流的角度,非直接内存是下面这样的作用链:

    本地IO-->直接内存-->非直接内存-->直接内存-->本地IO
    

    而直接内存是:

    本地IO-->直接内存-->本地IO
    

    很明显,在做IO处理时,比如网络发送大量数据时,直接内存会具有更高的效率。直接内存使用allocateDirect创建,但是它比申请普通的堆内存需要耗费更高的性能。不过,这部分的数据是在JVM之外的,因此它不会占用应用的内存。所以呢,当你有很大的数据要缓存,并且它的生命周期又很长,那么就比较适合使用直接内存。只是一般来说,如果不是能带来很明显的性能提升,还是推荐直接使用堆内存。字节缓冲区是直接缓冲区还是非直接缓冲区可通过调用其 isDirect() 方法来确定。

    使用场景

    • 1 有很大的数据需要存储,它的生命周期又很长
    • 2 适合频繁的IO操作,比如网络并发场景

    1.5 NIO核心二:通道(Channel)

    通道Channe概述

    通道(Channel):由 java.nio.channels 包定义 的。Channel 表示 IO 源与目标打开的连接。 Channel 类似于传统的“流”。只不过 Channel 本身不能直接访问数据,Channel 只能与 Buffer 进行交互。

    1、 NIO 的通道类似于流,但有些区别如下:

    • 通道可以同时进行读写,而流只能读或者只能写

    • 通道可以实现异步读写数据

    • 通道可以从缓冲读数据,也可以写数据到缓冲:

    2、BIO 中的 stream 是单向的,例如 FileInputStream 对象只能进行读取数据的操作,而 NIO 中的通道(Channel)
    是双向的,可以读操作,也可以写操作。

    3、Channel 在 NIO 中是一个接口

    public interface Channel extends Closeable{}
    

    常用的Channel实现类

    • FileChannel:用于读取、写入、映射和操作文件的通道。
    • DatagramChannel:通过 UDP 读写网络中的数据通道。
    • SocketChannel:通过 TCP 读写网络中的数据。
    • ServerSocketChannel:可以监听新进来的 TCP 连接,对每一个新进来的连接都会创建一个 SocketChannel。 【ServerSocketChanne 类似 ServerSocket , SocketChannel 类似 Socket】

    FileChannel 类

    获取通道的一种方式是对支持通道的对象调用getChannel() 方法。支持通道的类如下:

    • FileInputStream
    • FileOutputStream
    • RandomAccessFile
    • DatagramSocket
    • Socket
    • ServerSocket
      获取通道的其他方式是使用 Files 类的静态方法 newByteChannel() 获取字节通道。或者通过通道的静态方法 open() 打开并返回指定通道

    FileChannel的常用方法

    int read(ByteBuffer dst) 从 从  Channel 到 中读取数据到  ByteBuffer
    long  read(ByteBuffer[] dsts) 将 将  Channel 到 中的数据“分散”到  ByteBuffer[]
    int  write(ByteBuffer src) 将 将  ByteBuffer 到 中的数据写入到  Channel
    long write(ByteBuffer[] srcs) 将 将  ByteBuffer[] 到 中的数据“聚集”到  Channel
    long position() 返回此通道的文件位置
    FileChannel position(long p) 设置此通道的文件位置
    long size() 返回此通道的文件的当前大小
    FileChannel truncate(long s) 将此通道的文件截取为给定大小
    void force(boolean metaData) 强制将所有对此通道的文件更新写入到存储设备中
    

    案例1-本地文件写数据

    需求:使用前面学习后的 ByteBuffer(缓冲) 和 FileChannel(通道), 将 "hello,黑马Java程序员!" 写入到 data.txt 中.

    package com.itheima;
    
    
    import org.junit.Test;
    
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.OutputStream;
    import java.nio.ByteBuffer;
    import java.nio.channels.FileChannel;
    
    public class ChannelTest {
        @Test
        public void write(){
            try {
                // 1、字节输出流通向目标文件
                FileOutputStream fos = new FileOutputStream("data01.txt");
                // 2、得到字节输出流对应的通道Channel
                FileChannel channel = fos.getChannel();
                // 3、分配缓冲区
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                buffer.put("hello,黑马Java程序员!".getBytes());
                // 4、把缓冲区切换成写出模式
                buffer.flip();
                channel.write(buffer);
                channel.close();
                System.out.println("写数据到文件中!");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    

    案例2-本地文件读数据

    需求:使用前面学习后的 ByteBuffer(缓冲) 和 FileChannel(通道), 将 data01.txt 中的数据读入到程序,并显示在控制台屏幕

    public class ChannelTest {
    
        @Test
        public void read() throws Exception {
            // 1、定义一个文件字节输入流与源文件接通
            FileInputStream is = new FileInputStream("data01.txt");
            // 2、需要得到文件字节输入流的文件通道
            FileChannel channel = is.getChannel();
            // 3、定义一个缓冲区
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
            // 4、读取数据到缓冲区
            channel.read(buffer);
            buffer.flip();
            // 5、读取出缓冲区中的数据并输出即可
            String rs = new String(buffer.array(),0,buffer.remaining());
            System.out.println(rs);
    
        }
    

    案例3-使用Buffer完成文件复制

    使用 FileChannel(通道) ,完成文件的拷贝。

    @Test
    public void copy() throws Exception {
        // 源文件
        File srcFile = new File("C:\Users\dlei\Desktop\BIO,NIO,AIO\文件\壁纸.jpg");
        File destFile = new File("C:\Users\dlei\Desktop\BIO,NIO,AIO\文件\壁纸new.jpg");
        // 得到一个字节字节输入流
        FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
        // 得到一个字节输出流
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
        // 得到的是文件通道
        FileChannel isChannel = fis.getChannel();
        FileChannel osChannel = fos.getChannel();
        // 分配缓冲区
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        while(true){
            // 必须先清空缓冲然后再写入数据到缓冲区
            buffer.clear();
            // 开始读取一次数据
            int flag = isChannel.read(buffer);
            if(flag == -1){
                break;
            }
            // 已经读取了数据 ,把缓冲区的模式切换成可读模式
            buffer.flip();
            // 把数据写出到
            osChannel.write(buffer);
        }
        isChannel.close();
        osChannel.close();
        System.out.println("复制完成!");
    }
    

    案例4-分散 (Scatter) 和聚集 (Gather)

    分散读取(Scatter ):是指把Channel通道的数据读入到多个缓冲区中去

    聚集写入(Gathering )是指将多个 Buffer 中的数据“聚集”到 Channel。

    //分散和聚集
    @Test
    public void test() throws IOException{
    		RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("1.txt", "rw");
    	//1. 获取通道
    	FileChannel channel1 = raf1.getChannel();
    	
    	//2. 分配指定大小的缓冲区
    	ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(100);
    	ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(1024);
    	
    	//3. 分散读取
    	ByteBuffer[] bufs = {buf1, buf2};
    	channel1.read(bufs);
    	
    	for (ByteBuffer byteBuffer : bufs) {
    		byteBuffer.flip();
    	}
    	
    	System.out.println(new String(bufs[0].array(), 0, bufs[0].limit()));
    	System.out.println("-----------------");
    	System.out.println(new String(bufs[1].array(), 0, bufs[1].limit()));
    	
    	//4. 聚集写入
    	RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile("2.txt", "rw");
    	FileChannel channel2 = raf2.getChannel();
    	
    	channel2.write(bufs);
    }
    

    案例5-transferFrom()

    从目标通道中去复制原通道数据

    @Test
    public void test02() throws Exception {
        // 1、字节输入管道
        FileInputStream is = new FileInputStream("data01.txt");
        FileChannel isChannel = is.getChannel();
        // 2、字节输出流管道
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("data03.txt");
        FileChannel osChannel = fos.getChannel();
        // 3、复制
        osChannel.transferFrom(isChannel,isChannel.position(),isChannel.size());
        isChannel.close();
        osChannel.close();
    }
    

    案例6-transferTo()

    把原通道数据复制到目标通道

    @Test
    public void test02() throws Exception {
        // 1、字节输入管道
        FileInputStream is = new FileInputStream("data01.txt");
        FileChannel isChannel = is.getChannel();
        // 2、字节输出流管道
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("data04.txt");
        FileChannel osChannel = fos.getChannel();
        // 3、复制
        isChannel.transferTo(isChannel.position() , isChannel.size() , osChannel);
        isChannel.close();
        osChannel.close();
    }
    

    1.6 NIO核心三:选择器(Selector)

    选择器(Selector)概述

    选择器(Selector) 是 SelectableChannle 对象的多路复用器,Selector 可以同时监控多个 SelectableChannel 的 IO 状况,也就是说,利用 Selector可使一个单独的线程管理多个 Channel。Selector 是非阻塞 IO 的核心

    image-20200619230246145

    • Java 的 NIO,用非阻塞的 IO 方式。可以用一个线程,处理多个的客户端连接,就会使用到 Selector(选择器)
    • Selector 能够检测多个注册的通道上是否有事件发生(注意:多个 Channel 以事件的方式可以注册到同一个
      Selector),如果有事件发生,便获取事件然后针对每个事件进行相应的处理。这样就可以只用一个单线程去管
      理多个通道,也就是管理多个连接和请求。
    • 只有在 连接/通道 真正有读写事件发生时,才会进行读写,就大大地减少了系统开销,并且不必为每个连接都
      创建一个线程,不用去维护多个线程
    • 避免了多线程之间的上下文切换导致的开销

    选择 器(Selector)的应用

    创建 Selector :通过调用 Selector.open() 方法创建一个 Selector。

    Selector selector = Selector.open();
    

    向选择器注册通道:SelectableChannel.register(Selector sel, int ops)

    //1. 获取通道
    ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
    //2. 切换非阻塞模式
    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, 并且指定“监听接收事件”
    ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    

    当调用 register(Selector sel, int ops) 将通道注册选择器时,选择器对通道的监听事件,需要通过第二个参数 ops 指定。可以监听的事件类型(用 可使用 SelectionKey 的四个常量 表示):

    • 读 : SelectionKey.OP_READ (1)
    • 写 : SelectionKey.OP_WRITE (4)
    • 连接 : SelectionKey.OP_CONNECT (8)
    • 接收 : SelectionKey.OP_ACCEPT (16)
    • 若注册时不止监听一个事件,则可以使用“位或”操作符连接。
    int interestSet = SelectionKey.OP_READ|SelectionKey.OP_WRITE 
    

    1.7 NIO非阻塞式网络通信原理分析

    Selector 示意图和特点说明

    Selector可以实现: 一个 I/O 线程可以并发处理 N 个客户端连接和读写操作,这从根本上解决了传统同步阻塞 I/O 一连接一线程模型,架构的性能、弹性伸缩能力和可靠性都得到了极大的提升。

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    服务端流程

    • 1、当客户端连接服务端时,服务端会通过 ServerSocketChannel 得到 SocketChannel:1. 获取通道

       ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
      
    • 2、切换非阻塞模式

       ssChannel.configureBlocking(false);
      
    • 3、绑定连接

       ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9999));
      
    • 4、 获取选择器

      Selector selector = Selector.open();
      
    • 5、 将通道注册到选择器上, 并且指定“监听接收事件”

      ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
      
      1. 轮询式的获取选择器上已经“准备就绪”的事件
    • //轮询式的获取选择器上已经“准备就绪”的事件
       while (selector.select() > 0) {
              System.out.println("轮一轮");
              //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”的是事件
                  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();
              }
          }
      }
      

    客户端流程

      1. 获取通道

        SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9999));
        
      1. 切换非阻塞模式

        sChannel.configureBlocking(false);
        
      1. 分配指定大小的缓冲区
      ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
      
      1. 发送数据给服务端

        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        while(scan.hasNext()){
        String str = scan.nextLine();
        buf.put((new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd HH:mm:ss").format(System.currentTimeMillis())
        + " " + str).getBytes());
        buf.flip();
        sChannel.write(buf);
        buf.clear();
        }
        //关闭通道
        sChannel.close();

    1.8 NIO非阻塞式网络通信入门案例

    需求:服务端接收客户端的连接请求,并接收多个客户端发送过来的事件。

    代码案例

    /**
      客户端
     */
    public class Client {
    
    	public static void main(String[] args) throws Exception {
    		//1. 获取通道
    		SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9999));
    		//2. 切换非阻塞模式
    		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.nextLine();
    			buf.put((new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd HH:mm:ss").format(System.currentTimeMillis())
    					+ "
    " + str).getBytes());
    			buf.flip();
    			sChannel.write(buf);
    			buf.clear();
    		}
    		//5. 关闭通道
    		sChannel.close();
    	}
    }
    
    /**
     服务端
     */
    public class Server {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //1. 获取通道
            ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
            //2. 切换非阻塞模式
            ssChannel.configureBlocking(false);
            //3. 绑定连接
            ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9999));
            //4. 获取选择器
            Selector selector = Selector.open();
            //5. 将通道注册到选择器上, 并且指定“监听接收事件”
            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) {
                System.out.println("轮一轮");
                //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”的是事件
                    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();
                }
            }
        }
    }
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