Java NIO - Channel与Selector

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  Java NIO有三个核心的组件:Buffer、Channel和Selector。

  在上一篇文章中,我们已经介绍了Buffer,这篇文章主要介绍剩下两个组件:Channel和Selector。

  

Selector与Channel的关系


  Channel

  Channel翻译过来是“通道”的意思,所有的Java NIO都要经过Channel。一个Channel对象其实就对应了一个IO连接。Java NIO中主要有以下Channel实现:

  FileChannel

  DatagramChannel

  SocketChannel

  ServerSocketChannel分别用于处理文件IO、UDP、TCP客户端、TCP服务端。

  这里以ServerSocketChannel和SocketChannel为例,介绍一些常用的方法。

  


  对于服务端来说,先用open方法创建一个对象,然后使用bind方法绑定端口。

  绑定以后,使用accept方法等待新的连接进来,这个方法是阻塞的。一旦有了新的连接,才会解除阻塞。再次调用可以阻塞等待下一个连接。

  与Buffer配合,使用read方法可以把数据从Channel读到Buffer里面,然后做后续处理。

  


  对于客户端来说,有一些微小的区别。客户端不需要bind监听端口,而是直接connect去尝试连接服务端。

  同样与Buffer配合,Channel使用write方法可以把数据从Buffer写到Channel里,然后后续就可以做网络传输了。

  Selector

  Selector翻译过来叫做“选择器”,Selector允许一个线程处理多个Channel。Selector的应用场景是:如果你的应用打开了多个连接(Channel),但每个连接的流量都很低。比如:聊天服务器或者HTTP服务器。

  使用Selector很简单。使用open方法创建一个Selector对象,然后把Channel注册到Selector上。

  


  需要注意的是,一定要使用configureBlocking(false)把Channel设置成非阻塞模式,否则会抛出IllegalBlockingModeException异常。

  Channel的register有两个重载方法:

  


  对于ops参数,即selector要关心这个Channel的事件类型,在SelectionKey类里面有这样几个常量:

  OP_READ 可以从Channel读数据

  OP_WRITE 可以写数据到Channel

  OP_CONNECT 连接上了服务器

  OP_ACCEPT 有新的连接进来了如果你对不止一种事件感兴趣,使用或运算符即可,如下:

  int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE;

  需要注意的是,FileChannel只有阻塞模式,不支持非阻塞模式,所以它是没有register方法的!

  第三个参数att是attachment的缩写,代表可以传一个“附件”进去。在返回的SelectionKey对象里面,可以获取以下对象:

  channel():获取Channel

  selector():获取Selector

  attachment():获取附件

  attach(obj):更新附件除此之外,还有一些判断当前状态的方法:

  isReadable()

  isWritable()

  isConnectable()

  isAcceptable()一般来说,我们很少直接使用单个的SelectionKey,而是从Selector里面轮询所有的SelectionKey,比如:

  


  Selector可以返回两种SelectionKey集合:

  keys():已注册的键的集合

  selectedKeys():已选择的键的集合并不是所有注册过的键都仍然有效,有些可能已经被cancel()方法被调用过的键。所以一般来说,我们轮询selectedKeys()方法。

  完整的示例代码

  以下是一个完整的Server-Client Demo:

  Server:

  


  Client: