java nio 事件_Java NIO原理及实例
Java NIO是在jdk1.4开始使用的,它既可以说成“新I/O”,也可以说成非阻塞式I/O。下面是java NIO的工作原理:
1. 由一个专门的线程来处理所有的 IO 事件,并负责分发。
2. 事件驱动机制:事件到的时候触发,而不是同步的去监视事件。
3. 线程通讯:线程之间通过 wait,notify 等方式通讯。保证每次上下文切换都是有意义的。减少无谓的线程切换。
(1)Java NIO的服务端只需启动一个专门的线程来处理所有的 IO 事件,这种通信模型是怎么实现的呢?
java NIO采用了双向通道(channel)进行数据传输,而不是单向的流(stream),在通道上可以注册我们感兴趣的事件。一共有以下四种事件:
事件名
对应值
服务端接收客户端连接事件
SelectionKey.OP_ACCEPT(16)
客户端连接服务端事件
SelectionKey.OP_CONNECT(8)
读事件
SelectionKey.OP_READ(1)
写事件
SelectionKey.OP_WRITE(4)
(2)NIO实现原理
服务端和客户端各自维护一个管理通道的对象,我们称之为selector,该对象能检测一个或多个通道 (channel) 上的事件。我们以服务端为例,如果服务端的selector上注册了读事件,某时刻客户端给服务端发送了一些数据,阻塞I/O这时会调用read()方法阻塞地读取数据,而NIO的服务端会在selector中添加一个读事件。服务端的处理线程会轮询地访问selector,如果访问selector时发现有感兴趣的事件到达,则处理这些事件,如果没有感兴趣的事件到达,则处理线程会一直阻塞直到感兴趣的事件到达为止。
(3)NIO实例
服务端:
packagecom.neu.nio;/*** Created by apple on 16/7/2.*/
importjava.io.IOException;importjava.net.InetSocketAddress;importjava.nio.ByteBuffer;importjava.nio.channels.SelectionKey;importjava.nio.channels.Selector;importjava.nio.channels.ServerSocketChannel;importjava.nio.channels.SocketChannel;importjava.util.Iterator;public classNIOServer {//通道管理器
privateSelector selector;/*** 获得一个ServerSocket通道,并对该通道做一些初始化的工作
*
*@paramport 绑定的端口号
*@throwsIOException*/
public void initServer(int port) throwsIOException {//获得一个ServerSocket通道
ServerSocketChannel serverChannel =ServerSocketChannel.open();//设置通道为非阻塞
serverChannel.configureBlocking(false);//将该通道对应的ServerSocket绑定到port端口
serverChannel.socket().bind(newInetSocketAddress(port));//获得一个通道管理器
this.selector =Selector.open();//将通道管理器和该通道绑定,并为该通道注册SelectionKey.OP_ACCEPT事件,注册该事件后,//当该事件到达时,selector.select()会返回,如果该事件没到达selector.select()会一直阻塞。
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
}/*** 采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件,如果有,则进行处理
*
*@throwsIOException*/@SuppressWarnings("unchecked")public void listen() throwsIOException {
System.out.println("服务端启动成功!");//轮询访问selector
while (true) {//当注册的事件到达时,方法返回;否则,该方法会一直阻塞
selector.select();//获得selector中选中的项的迭代器,选中的项为注册的事件
Iterator ite = this.selector.selectedKeys().iterator();while(ite.hasNext()) {
SelectionKey key=(SelectionKey) ite.next();//删除已选的key,以防重复处理
ite.remove();//客户端请求连接事件
if(key.isAcceptable()) {
ServerSocketChannel server=(ServerSocketChannel) key
.channel();//获得和客户端连接的通道
SocketChannel channel =server.accept();//设置成非阻塞
channel.configureBlocking(false);//在这里可以给客户端发送信息哦
channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向客户端发送了一条信息").getBytes()));//在和客户端连接成功之后,为了可以接收到客户端的信息,需要给通道设置读的权限。
channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);//获得了可读的事件
} else if(key.isReadable()) {
read(key);
}
}
}
}/*** 处理读取客户端发来的信息的事件
*
*@paramkey
*@throwsIOException*/
public void read(SelectionKey key) throwsIOException {//服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道
SocketChannel channel =(SocketChannel) key.channel();//创建读取的缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
channel.read(buffer);byte[] data =buffer.array();
String msg= newString(data).trim();
System.out.println("服务端收到信息:" +msg);
ByteBuffer outBuffer=ByteBuffer.wrap(msg.getBytes());
channel.write(outBuffer);//将消息回送给客户端
}/*** 启动服务端测试
*
*@throwsIOException*/
public static void main(String[] args) throwsIOException {
NIOServer server= newNIOServer();
server.initServer(8000);
server.listen();
}
}
客户端:
packagecom.neu.nio;/*** Created by apple on 16/7/2.*/
importjava.io.IOException;importjava.net.InetSocketAddress;importjava.nio.ByteBuffer;importjava.nio.channels.SelectionKey;importjava.nio.channels.Selector;importjava.nio.channels.SocketChannel;importjava.util.Iterator;public classNIOClient {//通道管理器
privateSelector selector;/*** 启动客户端测试
*
*@throwsIOException*/
public static void main(String[] args) throwsIOException {
NIOClient client= newNIOClient();
client.initClient("localhost", 8000);
client.listen();
}/*** 获得一个Socket通道,并对该通道做一些初始化的工作
*
*@paramip 连接的服务器的ip
*@paramport 连接的服务器的端口号
*@throwsIOException*/
public void initClient(String ip, int port) throwsIOException {//获得一个Socket通道
SocketChannel channel =SocketChannel.open();//设置通道为非阻塞
channel.configureBlocking(false);//获得一个通道管理器
this.selector =Selector.open();//客户端连接服务器,其实方法执行并没有实现连接,需要在listen()方法中调//用channel.finishConnect();才能完成连接
channel.connect(newInetSocketAddress(ip, port));//将通道管理器和该通道绑定,并为该通道注册SelectionKey.OP_CONNECT事件。
channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);
}/*** 采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件,如果有,则进行处理
*
*@throwsIOException*/@SuppressWarnings("unchecked")public void listen() throwsIOException {//轮询访问selector
while (true) {
selector.select();//获得selector中选中的项的迭代器
Iterator ite = this.selector.selectedKeys().iterator();while(ite.hasNext()) {
SelectionKey key=(SelectionKey) ite.next();//删除已选的key,以防重复处理
ite.remove();//连接事件发生
if(key.isConnectable()) {
SocketChannel channel=(SocketChannel) key
.channel();//如果正在连接,则完成连接
if(channel.isConnectionPending()) {
channel.finishConnect();
}//设置成非阻塞
channel.configureBlocking(false);//在这里可以给服务端发送信息哦
channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向服务端发送了一条信息").getBytes()));//在和服务端连接成功之后,为了可以接收到服务端的信息,需要给通道设置读的权限。
channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);//获得了可读的事件
} else if(key.isReadable()) {
read(key);
}
}
}
}/*** 处理读取服务端发来的信息 的事件
*
*@paramkey
*@throwsIOException*/
public void read(SelectionKey key) throwsIOException {//和服务端的read方法一样//客户端可读取消息:得到事件发生的Socket通道
SocketChannel channel =(SocketChannel) key.channel();//创建读取的缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
channel.read(buffer);byte[] data =buffer.array();
String msg= newString(data).trim();
System.out.println("客户端收到信息:" +msg);
ByteBuffer outBuffer=ByteBuffer.wrap(msg.getBytes());
channel.write(outBuffer);//将消息回送给服务端
}
}
参考:http://weixiaolu.iteye.com/blog/1479656
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