基于IO、NIO、Netty聊天程序

一：介绍：

IO:阻塞IO网络模型：服务器启动后会进入阻塞状态，等待client连接，每一个client端连接上服务器后，服务器会为每一个客户端起一个线程来处理客户端的需求。服务器的accept()方法、服务器新起的thread中，Socket的read()和write()方法都是阻塞的。

NIO-Single Thread模型:NIO单线程模型：采用selector管理的轮询查询模式，selector每隔一段时间都去看一下client端有没有产生需要处理的消息（客户端连接请求、客户端发送数据请求、客户端下载数据请求），也就是说selector会同时管理client端的连接和通道内client端的读、写请求。

NIO-reactor模式:在NIO单线程模式中，只有一个线程负责处理client端的连接和通道内client端的读、写请求。在reactor模式中，将server端的单线程换成线程池（单线程管家+线程池工人模式）。

NIO在单线程下可以同时为多个客户端服务
NIO技术直接将 read buffer 拷贝到 socket buffer. java 的 FileChannel.transferTo() 方法就是这样的实现, 这个实现是依赖于操作系统底层的sendFile()实现的.

二：实例：

1.新建两个java项目，一个作为client端，一个作为serve端

serve端代码:

package com.company;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Main {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建客户端的Socket对象(SevereSocket)//ServerSocket (int port)创建绑定到指定端口的服务器套接字ServerSocket ss=new ServerSocket(50000);//Socket accept()侦听要连接到此套接字并接受他Socket s=ss.accept();//获取输入流，读数据，并把数据显示在控制台InputStream is=s.getInputStream();byte[] bys=new byte[1024];int len=is.read(bys);String data=new String(bys,0,len);System.out.println("client："+data);//释放资源s.close();ss.close();}
}

client端代码展示：

package com.company;import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;public class Main{public static void main(String[] args) throws IOException{//创建客户端的Socket对象//Socket (InetAddress adress,int port)创建流套接字并将其连接到指定IP地址的指定端口号
//      Socket s=new Socket(InetAddress.getByName("192.168.224.1"), 10000);//Socket (String host,int port)创建流套接字并将其连接到指定主机的指定端口号Socket s=new Socket("127.0.0.1", 50000);//获取输出流，写数据//OutputStream getOutputStream();返回此套接字的输出流OutputStream os=s.getOutputStream();os.write("hello wxc 6319xxxx119,tcp".getBytes());//释放资源s.close();}}

运行结果：

2. NIO端同样新建JAVA项目：

Serve端代码：

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 server {//网络通信IO操作，TCP协议，针对面向流的监听套接字的可选择通道（一般用于服务端）private ServerSocketChannel serverSocketChannel;private Selector selector;/**开启服务端*/public void start(Integer port) throws Exception {serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();selector = Selector.open();//绑定监听端口serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));//设置为非阻塞模式serverSocketChannel.configureBlocking(false);//注册到Selector上serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);startListener();}private void startListener() throws Exception {while (true) {// 如果客户端有请求select的方法返回值将不为零if (selector.select(1000) == 0) {System.out.println("current not exists task");continue;}// 如果有事件集合中就存在对应通道的keySet<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();// 遍历所有的key找到其中事件类型为Accept的keywhile (iterator.hasNext()) {SelectionKey key = iterator.next();if (key.isAcceptable())handleConnection();if (key.isReadable())handleMsg(key);iterator.remove();}}}/*** 处理建立连接*/private void handleConnection() throws Exception {SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();socketChannel.configureBlocking(false);socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024));}/** 接收信息*/private void handleMsg(SelectionKey key) throws Exception {SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();ByteBuffer attachment = (ByteBuffer) key.attachment();channel.read(attachment);System.out.println("current msg: " + new String(attachment.array()));}public static void main(String[] args) throws Exception {server myServer = new server();myServer.start(8888);}
}

client端代码;

package com.company;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SocketChannel;public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();socketChannel.configureBlocking(false);// 连接服务器if (!socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8888))) {while (!socketChannel.finishConnect()) {System.out.println("connecting...");}}//发送数据String str = "hello wxc 6319xxxx119";ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.wrap(str.getBytes());socketChannel.write(byteBuffer);System.in.read();}}

3.netty端：

同理新建项目，导入相应的包：

serve端:

package com.company;import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;import java.net.InetSocketAddress;/****/
public class Main {private int port;public static void main(String[] args){new Main(18080).start();}public Main(int port) {this.port = port;}public void start() {/*** 创建两个EventLoopGroup，即两个线程池，boss线程池用于接收客户端的连接，* 一个线程监听一个端口，一般只会监听一个端口所以只需一个线程* work池用于处理网络连接数据读写或者后续的业务处理（可指定另外的线程处理业务，* work完成数据读写）*/EventLoopGroup boss = new NioEventLoopGroup(1);EventLoopGroup work = new NioEventLoopGroup();try {/*** 实例化一个服务端启动类，* group（）指定线程组* channel（）指定用于接收客户端连接的类，对应java.nio.ServerSocketChannel* childHandler（）设置编码解码及处理连接的类*/ServerBootstrap server = new ServerBootstrap().group(boss, work).channel(NioServerSocketChannel.class).localAddress(new InetSocketAddress(port)).option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128).childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true).childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {ch.pipeline().addLast("decoder", new StringDecoder()).addLast("encoder", new StringEncoder()).addLast(new HelloWorldServerHandler());}});//绑定端口ChannelFuture future = server.bind().sync();System.out.println("server started and listen " + port);future.channel().closeFuture().sync();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}finally {boss.shutdownGracefully();work.shutdownGracefully();}}public static class HelloWorldServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {@Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {System.out.println("HelloWorldServerHandler active");}@Overridepublic void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {System.out.println("server channelRead..");System.out.println(ctx.channel().remoteAddress()+"->Server :"+ msg.toString());ctx.write("server write"+msg);ctx.flush();}}
}

client端：

package com.company;import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;/****/
public class Main {private static final String HOST = "localhost";private static final int PORT= 18080;public static void main(String[] args){new Main().start(HOST, PORT);}public void start(String host, int port) {EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();try {Bootstrap client = new Bootstrap().group(group).channel(NioSocketChannel.class).option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true).handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {ch.pipeline().addLast("decoder", new StringDecoder()).addLast("encoder", new StringEncoder()).addLast(new HelloWorldClientHandler());}});ChannelFuture future = client.connect(host, port).sync();future.channel().writeAndFlush("Hello Netty Server ,I am a netty client");future.channel().closeFuture().sync();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {group.shutdownGracefully();}}public static class HelloWorldClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {@Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {System.out.println("HelloWorldClientHandler Active");}@Overridepublic void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {System.out.println("HelloWorldClientHandler read Message:"+msg);}}
}

运行结果：

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