使用javaNIO实现C/S模式的通信

NIO使用非阻塞IO的方式实现，服务器与客户端的交流，适用于大量连接，而数据量少的情况。通过一个线程轮询所有的通道，处理注册的事件，而主线程可以继续干其他的事情。这样所有的I/O都交给一个线程处理，减少了线程IO的切换。如果具体学习NIO的架构和原理请点击下面的连接

点击打开链接 http://ifeve.com/selectors/

以下为一个使用NIO实现的C/S通信模式，对应简单例子学习，可以更容易入手。

服务端代码如下：

主线程类：MainChannel

import java.io.IOException;import java.net.InetSocketAddress;import java.nio.channels.SelectionKey;import java.nio.channels.Selector;import java.nio.channels.ServerSocketChannel;public class MainChannel {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stub// 声明服务器监听通道 和select选择器ServerSocketChannel serverChannel = null;Selector selector = null;try {// 实例化selector 此种实例化模式说明 selector 是单例的selector = Selector.open();// 实例化服务器监听端口serverChannel = ServerSocketChannel.open();// 绑定监听地址。serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(8881));// 设置channel为非阻塞模式,一定要非阻塞模式才能注册到selector中serverChannel.configureBlocking(false);// 把监听通道注册到选择器中， 监听此通道的连接事件。SelectionKey.OP_ACCEPT 指定为连接事件。serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);//所有通道，交给通道管理器，统一管理ChannelManager.addChannel(serverChannel);// 开启一个线程负责管理selector,并轮询是否有注册监听的事件就绪。Thread thread = new Thread(new ServerNIO(selector));thread.start();// 然后主线程 就可以干其他的事情了。不管客户端连接 还是I/O// 都不会阻塞此线程，只会阻塞selector管理线程，且只在等待事件发生时阻塞。} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blockSystem.out.println("服务器监听发生异常");}}}

管理selector的线程类:

import java.io.IOException;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 ServerNIO implements Runnable {// 客户端通道，用于给某个客户端收发数据private SocketChannel socketChannel;// 缓冲区，用户收发数据，面向通道。private ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);// 选择器，从主线程注入private Selector selector;// 指定线程是否轮询private boolean flag = true;// 构造器中注入selectorpublic ServerNIO(Selector selector) {// TODO Auto-generated constructor stubthis.selector = selector;}// 开启线程等待事件的发生，轮询通道。@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stubtry {while (flag) {/** * 获取等待的事件就绪的通道，如果没有通道有事件就绪有三种情况  * 1. 直接返回:selectNow();  * 2. 超时返回:select(int timeout);  * 3. 阻 塞: select(); */int nums = selector.select(); // 阻塞模式if (nums > 0) { // 阻塞模式下 此次判定多余// 当事件发生了，获取发生事件通道的key集合;Set<SelectionKey> selectKeys = selector.selectedKeys();// 迭代遍历这个keys集合Iterator<SelectionKey> iter = selectKeys.iterator();while (iter.hasNext()) {// 获取单个通道的keySelectionKey key = iter.next();// 如果是读取事件就绪。说明有客户端向服务器发送数据了。if (key.isReadable()) {// 先获取到客户端channelsocketChannel = (SocketChannel) key.channel();buf.clear();// 利用buffer读取数据。int len = socketChannel.read(buf);if (len > 0) {byte[] str = new byte[len];buf.rewind();buf.get(str, 0, len);buf.clear();System.out.println("获取客户端数据：" + new String(str));// 给客户端回复数据String temp = "服务器回复: 已经收到您发送的数据，祝您一路平安!";buf.clear();buf.put(temp.getBytes());buf.flip();socketChannel.write(buf);System.out.println("已经向客户端回复");//此处可以利用ChannelManager向其他所有通道广播数据。只要在ChannelManager中写一个广播方法即可}} else if (key.isAcceptable()) { // 如果是接受客户端连接就绪// 从key中获取对应的通道ServerSocketChannel serverChannel = (ServerSocketChannel) key.channel();// 接受这个连接。SocketChannel socketChannel = serverChannel.accept();// 如果连接不为空，则控制台打印 连接的客户端地址。if (socketChannel != null) {// 由于关闭selector的时候，并不会关闭通道，最好使用一个容器，将通道都保存起来//然后开启心跳连接，如果通道出现异常则关闭此通道，当应用程序关闭的时候，关闭所有的通道。ChannelManager.addChannel(socketChannel);System.out.println(String.format("接收到客户端的连接:IP[%s]-端口[%s]",socketChannel.socket().getPort(), socketChannel.socket().getInetAddress()));// 把这个通道设置为非阻塞模式，然后又注册到selector中，等待事件发生socketChannel.configureBlocking(false);socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);}} //写事件在缓冲区直接达到阈值时候出发，一般不注册写事件。// 通道处理完毕后 将此通道删除。如果下次又有此时间，会有一个新的key，所以记得删除处理过的key。iter.remove();}}}} catch (IOException e) {System.out.println("服务器断开连接");}try {// 注意此处只会关闭，selector使注册到琪上面的selectionKeys无效，通道本身不会关闭。selector.close();ChannelManager.closeChannles();} catch (IOException e1) {// TODO Auto-generated catch blocke1.printStackTrace();}}}

通道管理类：

import java.io.IOException;import java.nio.channels.Channel;import java.util.LinkedList;public class ChannelManager {private static LinkedList<Channel> list = new LinkedList<>();private static Thread thread; //用于开启心跳测试通道连接,实现省略public static void addChannel(Channel channel) {list.add(channel);}//关闭所有的通道连接public static void closeChannles() {for (Channel channel : list) {try {channel.close();} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();System.out.println("关闭通道失败");}list.remove();}}}

一个简单的客户端类： 这个脚本可以直接通过cmd 编译运行。

import java.io.IOException;import java.net.InetSocketAddress;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.SocketChannel;import java.util.Scanner;public class MainChannel {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubSocketChannel socketChannel = null;boolean flag = true;Scanner in = new Scanner(System.in);ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);try {socketChannel = SocketChannel.open();// 设置连接为非阻塞模式，可能未连接完成就返回// socketChannel.configureBlocking(false);socketChannel.socket().connect(new InetSocketAddress("192.168.1.100", 8881));// 判断是否连接成功，等待连接成功while (!socketChannel.finishConnect()) {}while (flag) {String temp = in.nextLine();buffer.clear();buffer.put(temp.getBytes());// limit指针 移动到 position位置buffer.flip();// 当buffer中有足够空间，则写到buffer中while (buffer.hasRemaining())socketChannel.write(buffer);if ("exit".equals(temp))flag = false;}} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blockSystem.out.println("与服务断开连接");}if (socketChannel != null) {try {socketChannel.close();} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}}}

上述代码，可以实现客户端向服务器发送消息，然后服务器接受到消息，在自己的控制台打印输出。