New I/O

回顾BIO编程模型

服务端对于每个到达的客户端都重新开启一个 线程 专门处理它们之间的交互。 这种交互在逻辑上是客户端与服务端直接进行通信。 随着高并发的场景到来，服务器处理上下文切换，创建和销毁线程的代价，将会让服务器不堪重负。

NIO编程模型构想

NIO in JAVA

Channel –> 区别于单向的InputStream/OutputStream，它是双向的。 Selector –> 主要的控制器 Buffer –> 读写两种模式可以通过flip切换。

多人聊天室实战

Server 服务端

启动方法

ServerSocketChannel先创建，后绑定一个端口。 设置为非阻塞模式。 将channel注册到selector上，监听连接事件。 开始循环等待新接入的连接。

循环内： 每次调用selector.select()将会阻塞地等待至少一个channel准备就绪，返回准备就绪地channel数量。 如果数量为零，开始下一轮select(); 数量不为零，则将这些准备就绪地channel取出来。 根据这些channel对应的当初向selector注册的类型( accept /read)，执行对应的业务逻辑。

public void start() throws IOException {
 Selector selector = Selector. open ();
 ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
 serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8000));
 serverSocketChannel.configureBlocking(false);
 serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
 System.out.println("服务器启动成功！");
 for (;;) { 
 int readyChannels = selector.select();
 if (readyChannels == 0) continue;
 Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
  iterator  iterator = selectionKeys.iterator();
 while (iterator.hasNext()) {
 SelectionKey selectionKey = (SelectionKey) iterator.next();
 if (selectionKey.isAcceptable()) {
 acceptHandler(serverSocketChannel, selector);
 }
 if (selectionKey.isReadable()) {
 readHandler(selectionKey, selector);
 }
 }
 }
}
 

连接建立处理

建立连接成功后，设置非阻塞模式，并且将这个刚刚建立的channel，注册到服务端的Selector。

private void acceptHandler(ServerSocketChannel serverSocketChannel,
 Selector selector)
 throws IOException {
 SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
 socketChannel.configureBlocking(false);
 socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
 socketChannel.write(Charset.forName("UTF-8")
 .encode("你与聊天室里其他人都不是朋友关系，请注意隐私安全"));
}
 

消息读取处理

private void readHandler(SelectionKey selectionKey, Selector selector)
 throws IOException {
 SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
 ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
 String request = "";
 while (socketChannel.read(byteBuffer) > 0) {
 byteBuffer.flip();
 request += Charset.forName("UTF-8").decode(byteBuffer);
 }
// 将channel再次注册到selector上，监听他的可读事件
 socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
 if (request.length() > 0) {
 broadCast(selector, socketChannel, request);
 }
}
 

消息广播

private void broadCast(Selector selector,
 SocketChannel sourceChannel, String request) {

// 获取到所有已经接入的客户端channel
Set<SelectionKey> selectionKeySet = selector.keys();
selectionKeySet.forEach(selectionKey -> {
 Channel targetChannel = selectionKey.channel();
 // 剔除发消息的客户端
 if (targetChannel instanceof SocketChannel
 && targetChannel != sourceChannel) {
 try {
 // 将信息发送到targetChannel客户端
 ((SocketChannel) targetChannel).write(
 Charset.forName("UTF-8").encode(request));
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
});
}
 

Client 客户端

启动方法

public void start(String nickname) throws IOException {
 SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(
 new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8000));
 Selector selector = Selector.open();
 socketChannel.configureBlocking(false);
 socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
 //开启一个线程专门处理服务端发来的消息
 new Thread(new NioClientHandler(selector)).start();
 //向服务端发送消息
 Scanner scanner = new Scanner(System.in);
 while (scanner.hasNextLine()) {
 String request = scanner.nextLine();
 if (request != null && request.length() > 0) {
 socketChannel.write(
 Charset.forName("UTF-8")
 .encode(nickname + " : " + request));
 }
 }
}
 

处理服务端消息

与服务端的start方法类似。 但客户端的Selector只注册了一个读事件的SocketChannel。 因此该Selector，实际上就只是不断地监听服务端有没有消息传过来。 如果有消息传来那么该Selector中绑定的这个唯一的channel就会编程已经就绪的状态，将会执行它的readHadler()。 所以客户端使用NIO和BIO的性能影响差别不大。

@Override
public void run() {
 try {
 for (;;) {
 int readyChannels = selector.select();
 if (readyChannels == 0) continue;
 Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
 Iterator iterator = selectionKeys.iterator();
 while (iterator.hasNext()) {
 SelectionKey selectionKey = (SelectionKey) iterator.next();
 if (selectionKey.isReadable()) {
 readHandler(selectionKey, selector);
 }
 }
 }
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }
}
 

readHandler

private void readHandler(SelectionKey selectionKey, Selector selector)
 throws IOException {
 SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
 ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
 String response = "";
 while (socketChannel.read(byteBuffer) > 0) {
 byteBuffer.flip();
 response += Charset.forName("UTF-8").decode(byteBuffer);
 }
 socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
 if (response.length() > 0) {
 System.out.println(response);
 }
}
 

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