一.原理分析
- NIO 非阻塞 网络编程相关的(Selector、SelectionKey、ServerScoketChannel和SocketChannel) 关系梳理图
什么是SelectionKey（选择键）
- 是一个抽象类,表示selectableChannel在Selector中注册的标识.每个Channel向Selector注册时,都将会创建一个selectionKey
- 选择键将Channel与Selector建立了关系,并维护了channel事件.
- 可以通过cancel方法取消键,取消的键不会立即从selector中移除,而是添加到cancelledKeys中,在下一次select操作时移除它.所以在调用某个key时,需要使用isValid进行校验.
public abstract SelectableChannel channel();
public abstract Selector selector();
该类的内部可以获得Channel和Selector的实例
同时该类定义了四种事件 读写连接和接收连接
ServerSocketChannel结构图
ServerSocketChannel继承了SerlectableChannel，而SelectableChannel作为抽象父类，是注册选择器（register（）方法），与选择器配合使用的组件。
详细解释：
- 当客户端连接时，会通过ServerSocketChannel 得到 SocketChannel
- Selector 进行监听 select 方法, 返回有事件发生的通道的个数.
- 将socketChannel注册到Selector上, register(Selector sel, int ops), 一个selector上可以注册多个SocketChannel
- 注册后返回一个 SelectionKey, 会和该Selector 关联(集合)
- 进一步得到各个 SelectionKey (有事件发生)
- 在通过 SelectionKey 反向获取 SocketChannel , 方法 channel()
- 可以通过 得到的 channel , 完成业务处理
二.代码实例
一.服务器端：
服务器端的核心是要通过while循环接收客户端连接，当Selector.select方法返回值>0，说明有连接，然后获取到SelectionKey集合，通过该集合来处理对应的事件。
public static void main(String[] args) throws Exception{
//创建ServerSocketChannel -> ServerSocket
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
//得到一个Selecor对象
Selector selector = Selector.open();
//绑定一个端口6666, 在服务器端监听
serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(6666));
//设置为非阻塞
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
//把 serverSocketChannel 注册到 selector 关心 事件为 OP_ACCEPT
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
System.out.println("注册后的selectionkey 数量=" + selector.keys().size()); // 1
//循环等待客户端连接
while (true) {
//这里我们等待1秒，如果没有事件发生, 返回
if(selector.select(1000) == 0) { //没有事件发生
System.out.println("服务器等待了1秒，无连接");
continue;
}
//如果返回的>0, 就获取到相关的 selectionKey集合
//1.如果返回的>0， 表示已经获取到关注的事件
//2. selector.selectedKeys() 返回关注事件的集合
// 通过 selectionKeys 反向获取通道
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
System.out.println("selectionKeys 数量 = " + selectionKeys.size());
//遍历 Set<SelectionKey>, 使用迭代器遍历
Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectionKeys.iterator();
while (keyIterator.hasNext()) {
//获取到SelectionKey
SelectionKey key = keyIterator.next();
//根据key 对应的通道发生的事件做相应处理
if(key.isAcceptable()) { //如果是 OP_ACCEPT, 有新的客户端连接
//该该客户端生成一个 SocketChannel
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
System.out.println("客户端连接成功 生成了一个 socketChannel " + socketChannel.hashCode());
//将 SocketChannel 设置为非阻塞
socketChannel.configureBlocking(false);
//将socketChannel 注册到selector, 关注事件为 OP_READ， 同时给socketChannel
//关联一个Buffer
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024));
System.out.println("客户端连接后 ，注册的selectionkey 数量=" + selector.keys().size()); //2,3,4..
}
if(key.isReadable()) { //发生 OP_READ
//通过key 反向获取到对应channel
SocketChannel channel = (SocketChannel)key.channel();
//获取到该channel关联的buffer
ByteBuffer buffer = (ByteBuffer)key.attachment();
channel.read(buffer);
System.out.println("form 客户端 " + new String(buffer.array()));
}
//手动从集合中移动当前的selectionKey, 防止重复操作
keyIterator.remove();
}
}
}
二.客户端
客户端的核心是调用SocketChannel的select方法，当未接收到连接则等待（非阻塞），当接收到连接时，创建一个Buffer对象写数据到Channel即可。
public static void main(String[] args) throws Exception{
//得到一个网络通道
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
//设置非阻塞
socketChannel.configureBlocking(false);
//提供服务器端的ip 和 端口
InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 6666);
//连接服务器 连接成功则该方法返回true 。 否则，此方法返回false
if (!socketChannel.connect(inetSocketAddress)) {
while (!socketChannel.finishConnect()) {
System.out.println("因为连接需要时间，客户端不会阻塞，可以做其它工作..");
}
}
//...如果连接成功，就发送数据
String str = "helloworld";
//Wraps a byte array into a buffer
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(str.getBytes());
ByteBuffer buffer1 = ByteBuffer.allocate(512);
//发送数据，将 buffer 数据写入 channel
socketChannel.write(buffer);
System.in.read();
}
运行效果：
