同步非阻塞IO模型
思考集结处 2021-11-12 网络
有上上篇IO
模型中的,同步非阻塞IO
模型,我们能够知道,用户线程一直发送请求,内核一直都能都够返回
,直到内核完成准备数据、数据拷贝的工作。并且返回成功的指示。在此过程中用户线程不是阻塞的状态
# 实现
使用java
来实现同步非阻塞IO
模型,即我们所说的NIO
的模型
# 客户端实现
/**
* @author:triumphxx
* @Date:2021/11/12
* @Time:11:03 下午
* @微信公众号:北漂码农有话说
* @网站:http://blog.triumphxx.com.cn
* @GitHub https://github.com/triumphxx
* @Desc: NIO编程模型客户端
**/
public class NIOClient {
// 通道管理器(Selector)
private static Selector selector;
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建通道管理器(Selector)
selector = Selector.open();
// 创建通道SocketChannel
SocketChannel channel = SocketChannel.open();
// 将通道设置为非阻塞
channel.configureBlocking(false);
// 客户端连接服务器,其实方法执行并没有实现连接,需要在handleConnect方法中调channel.finishConnect()才能完成连接
channel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 9090));
/**
* 将通道(Channel)注册到通道管理器(Selector),并为该通道注册selectionKey.OP_CONNECT
* 注册该事件后,当事件到达的时候,selector.select()会返回,
* 如果事件没有到达selector.select()会一直阻塞。
*/
channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);
// 循环处理
while (true) {
/*
* 选择一组可以进行I/O操作的事件,放在selector中,客户端的该方法不会阻塞,
* selector的wakeup方法被调用,方法返回,而对于客户端来说,通道一直是被选中的
* 这里和服务端的方法不一样,查看api注释可以知道,当至少一个通道被选中时。
*/
selector.select();
// 获取监听事件
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
// 迭代处理
while (iterator.hasNext()) {
// 获取事件
SelectionKey key = iterator.next();
// 移除事件,避免重复处理
iterator.remove();
// 检查是否是一个就绪的已经连接服务端成功事件
if (key.isConnectable()) {
handleConnect(key);
} else if (key.isReadable()) {// 检查套接字是否已经准备好读数据
handleRead(key);
}
}
}
}
/**
* 处理客户端连接服务端成功事件
*/
private static void handleConnect(SelectionKey key) throws IOException {
// 获取与服务端建立连接的通道
SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
if (channel.isConnectionPending()) {
// channel.finishConnect()才能完成连接
channel.finishConnect();
}
channel.configureBlocking(false);
// 数据写入通道
String msg = "Hello Server!";
channel.write(ByteBuffer.wrap(msg.getBytes()));
// 通道注册到选择器,并且这个通道只对读事件感兴趣
channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
}
/**
* 监听到读事件,读取客户端发送过来的消息
*/
private static void handleRead(SelectionKey key) throws IOException {
SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
//开辟堆内缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(128);
// 从通道读取数据到缓冲区
channel.read(buffer);
// 输出服务端响应发送过来的消息
byte[] data = buffer.array();
String msg = new String(data).trim();
System.out.println("服务端发来的消息:" + msg);
}
}
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由客户端的代码可以知道:首先我们将
select
打开,然后创建通道、将通道设置为非阻塞、创建连接、完成注册 等待监听、处理事件,详细的每一行代码的意思,都已经进展标注。看代码即可。
# 服务端实现
**
* @author:triumphxx
* @Date:2021/11/12
* @Time:11:03 下午
* @微信公众号:北漂码农有话说
* @网站:http://blog.triumphxx.com.cn
* @GitHub https://github.com/triumphxx
* @Desc: NIO编程模型服务端
**/
public class NIOServer {
// 通道管理器(Selector)
private static Selector selector;
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建通道管理器(Selector)
selector = Selector.open();
// 创建通道ServerSocketChannel
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
// 将通道设置为非阻塞
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
// 将ServerSocketChannel对应的ServerSocket绑定到指定端口(port)
ServerSocket serverSocket = serverSocketChannel.socket();
serverSocket.bind(new InetSocketAddress(9090));
/**
* 将通道(Channel)注册到通道管理器(Selector),并为该通道注册selectionKey.OP_ACCEPT事件
* 注册该事件后,当事件到达的时候,selector.select()会返回,
* 如果事件没有到达selector.select()会一直阻塞。
*/
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
// 循环处理
while (true) {
// 当注册事件到达时,方法返回,否则该方法会一直阻塞
selector.select();
// 获取监听事件
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
// 迭代处理
while (iterator.hasNext()) {
// 获取事件
SelectionKey key = iterator.next();
// 移除事件,避免重复处理
iterator.remove();
// 检查是否是一个就绪的可以被接受的客户端请求连接
if (key.isAcceptable()) {
handleAccept(key);
} else if (key.isReadable()) {// 检查套接字是否已经准备好读数据
handleRead(key);
}
}
}
}
/**
* 处理客户端连接成功事件
*/
private static void handleAccept(SelectionKey key) throws IOException {
// 获取客户端连接通道
ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
SocketChannel socketChannel = server.accept();
socketChannel.configureBlocking(false);
// 信息通过通道发送给客户端
String msg = "Hello Client!";
socketChannel.write(ByteBuffer.wrap(msg.getBytes()));
// 给通道设置读事件,客户端监听到读事件后,进行读取操作
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
}
/**
* 监听到读事件,读取客户端发送过来的消息
*/
private static void handleRead(SelectionKey key) throws IOException {
SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
// 从通道读取数据到缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(128);
channel.read(buffer);
// 输出客户端发送过来的消息
byte[] data = buffer.array();
String msg = new String(data).trim();
System.out.println("server received msg from client:" + msg);
}
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有服务端的代码可以知道:首先我们将
select
打开,然后创建通道、将通道设置为非阻塞、创建连接、完成注册 等待监听、处理事件,详细的每一行代码的意思,都已经进展标注。看代码即可。
# 优点及缺点
优点:可靠性高,吞吐量比较高、非阻塞 缺点:编程模型做复杂
# 适用场景
适用于连接比较多且连接比较短的场景。比如聊天室!
# 小结
以上就是java
的NIO
编程模型,很简单的一个小例子,希望对你有所帮助。代码传送门