NIO系列5:SocketChannel的理解

本文参考至:http://ifeve.com/socket-channel/
在NIO系列4中,采用了SocketChannel作为案例讲解Selector,当时我确实看不太懂。现在写一下SocketChannel的理解:

Java NIO中的SocketChannel是一个连接到TCP网络套接字的通道。可以通过以下2种方式创建SocketChannel:
1、打开一个SocketChannel并连接到互联网上的某台服务器。
2、一个新连接到达ServerSocketChannel时,会创建一个SocketChannel。

这里简要的介绍一下Channel的读写数据的方法,其实对于所有的Channel读写数据的方法都几乎一样,都是从Buffer中读或者写到Buffer中,下面举FileChannel和SocketChannel两个例子:

Reading from a FileChannel:
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
    int bytesRead = inChannel.read(buf);
Reading from a SocketChannel:
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
    int bytesRead = socketChannel.read(buf);
Writing to a SocketChannel:
    String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
    buf.clear();
    buf.put(newData.getBytes());
    buf.flip();
    while(buf.hasRemaining()) {
        socketchannel.write(buf);
    }
Writing Data to a FileChannel:
String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
    buf.clear();
    buf.put(newData.getBytes());
    buf.flip();
    while(buf.hasRemaining()) {
        fileChannel.write(buf);
    }

以下代码模拟了服务器和客户端:

服务器:

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.nio.charset.Charset;
import java.util.Iterator;

public class TCPServer {

    private static final int bufferSize = 1024;
    private static final long timeOut = 3000;// 超时时间
    private static final int listenPort = 1993;// 本地监听端口

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Selector selector = Selector.open();
        ServerSocketChannel listenerChannel = ServerSocketChannel.open();// 创建监听通道,专门用来监听指定的本地端口
        listenerChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(listenPort));// 将listenerChannel的socket绑定为本地服务器(IP+prot)绑定
        listenerChannel.configureBlocking(false);
        // 将选择器绑定到监听信道,只有非阻塞信道才可以注册选择器.并在注册过程中指出该信道可以进行Accept操作
        listenerChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        TCPProtocolImpl protocol = new TCPProtocolImpl(bufferSize);

        while (true) {
            if (selector.select(timeOut) == 0) {// 监听注册的通道,当其中有注册的IO时该函数返回(3000ms没有反应返回0),操作可以进行,并添加对应的SelectorKey
                System.out.println("It haven't I/O now, please wait!");
                continue;
            }

            Iterator<SelectionKey> keyIter = selector.selectedKeys().iterator();
            while (keyIter.hasNext()) {
                try {
                    SelectionKey key = keyIter.next();
                    if (key.isAcceptable()) {
                        protocol.handleAccept(key);
                    }
                    if (key.isReadable()) {
                        protocol.handleRead(key);
                    }
                } catch (IOException e) {
                    keyIter.remove();
                    continue;
                }
                keyIter.remove();
            }
        }
    }
}

class TCPProtocolImpl{
    private int bufferSize;

    public TCPProtocolImpl() {
        super();
    }

    public TCPProtocolImpl(int bufferSize) {
        super();
        this.bufferSize = bufferSize;
    }

    public void handleAccept(SelectionKey key) throws IOException {
        // 返回创建此键的通道,接受客户端建立连接的请求,并返回SocketChannel对象
        SocketChannel clientChannel = ((ServerSocketChannel) key.channel()).accept();
        clientChannel.configureBlocking(false);
        // 将clientChannel注册到服务端的selector中
        clientChannel.register(key.selector(), SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(bufferSize));
    }

    public void handleRead(SelectionKey key) throws IOException {
        // 获取客户端通信的通道
        SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel();
        ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();
        buffer.clear();
        // 从客户端通道读取信息到buffer缓冲区中(并返回读到信息的字节数)
        long bytesRead = clientChannel.read(buffer);
        if (bytesRead == -1) {
            clientChannel.close();
        } else {
            buffer.flip();
            // 将字节转化为为UTF-8的字符串
            String receivedString = Charset.forName("UTF-8").newDecoder().decode(buffer).toString();
            System.out.println("接收到来自:" + clientChannel.socket().getRemoteSocketAddress() + "发来的信息:" + receivedString);
            String msgSendToClient = "已接收到你的信息:" + receivedString + "正在处理中";
            buffer = ByteBuffer.wrap(msgSendToClient.getBytes("UTF-8"));
            clientChannel.write(buffer);
            // 设置为下一次读取或是写入做准备
            key.interestOps(SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);
        }
    }
}

客户端:

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.SocketChannel;
import java.nio.charset.Charset;
import java.util.Scanner;

public class TCPClient {

    // 通道选择器,用于管理客户端的通道
    private Selector selector;

    // 与服务器通信的通道
    SocketChannel socketChannel;

    // 要连接的服务器的IP
    private String hostIp;

    // 要连接的远程服务器在监听的端口
    private int hostListenningPort;
    
    static TCPClient client;
    
    static boolean mFlag = true;

    public TCPClient(String hostIp, int hostPort) throws IOException {
        this.hostIp = hostIp;
        this.hostListenningPort = hostPort;
        init();
    }

    private void init() throws IOException {
        // 打开监听通道
        socketChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress(hostIp, hostListenningPort));
        socketChannel.configureBlocking(false);
        
        // 创建选择器,并把通道注册到选择器中
        selector = Selector.open();
        socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
        
        new TCPClientReadThread(selector);
    }
    
    /**
     * 发送字符串到服务器
     * @param message
     * @throws IOException
     */
    public void sendMsg(String message) throws IOException{
        ByteBuffer writeBuffer = ByteBuffer.wrap(message.getBytes("UTF-8"));
        socketChannel.write(writeBuffer);
    }
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        client = new TCPClient("127.0.0.1", 1993);
        new Thread(){
            @Override
            public void run(){
                try{
                    client.sendMsg("test----~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
                    while(mFlag){
                        Scanner scan = new Scanner(System.in);
                        String string = scan.next();
                        client.sendMsg(string);
                    }
                }catch (Exception e) {
                    mFlag = false;
                }finally{
                    mFlag = false;
                }
                super.run();
            }
        }.start();
    }
} 

class TCPClientReadThread implements Runnable {
    private Selector selector;

    public TCPClientReadThread(Selector selector) {
        super();
        this.selector = selector;
        new Thread(this).start();
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            while (selector.select() > 0) {// select()方法只能使用一次,用了之后就会自动删除,每个连接到服务器的选择器都是独立的
                // 遍历每个有IO操作Channel对应的SelectionKey
                for (SelectionKey sk : selector.selectedKeys()) {
                    if (sk.isReadable()) {
                        // 使用NIO读取Channel中的数据
                        SocketChannel sc = (SocketChannel) sk.channel();
                        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                        sc.read(buffer);
                        buffer.flip();
                        String receivedString = Charset.forName("UTF-8").newDecoder().decode(buffer).toString();
                        System.out.println("接收到来自服务器:" + sc.socket().getRemoteSocketAddress() + "的信息:" + receivedString);
                        sk.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
                    }
                    selector.selectedKeys().remove(sk);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,445评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,889评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,047评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,760评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,745评论 5 367
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,638评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,011评论 3 398
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,669评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,923评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,655评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,740评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,406评论 4 320
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,995评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,961评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,197评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,023评论 2 350
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,483评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容

  • Java NIO(New 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 I...
    JackChen1024阅读 7,534评论 1 143
  • 简介 Java NIO 是由 Java 1.4 引进的异步 IO.Java NIO 由以下几个核心部分组成: Ch...
    永顺阅读 1,786评论 0 15
  • 前言: 之前的文章《Java文件IO常用归纳》主要写了Java 标准IO要注意的细节和技巧,由于网上各种学习途径,...
    androidjp阅读 2,892评论 0 22
  • (转载说明:本文非原创,转载自http://ifeve.com/java-nio-all/) Java NIO: ...
    数独题阅读 800评论 0 3
  • 周五老师在一开始为我们解答了printf函数的一些遗留问题,在这里我想把它记录下来加深记忆。显示的换行问题: 在练...
    Tangjiayue92阅读 138评论 0 0