Java中的同步非阻塞IO模型詳解
介紹
IO模型中的,同步非阻塞IO模型,我們能夠知道,用戶線程一直發(fā)送請求,內(nèi)核一直都能都夠返回 ,直到內(nèi)核完成準(zhǔn)備數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)拷貝的工作。
并且返回成功的指示。在此過程中用戶線程不是阻塞的狀態(tài)
實現(xiàn)
使用java來實現(xiàn)同步非阻塞IO模型,即我們所說的NIO的模型
客戶端實現(xiàn)
/** * @author:triumphxx * @Date:2021/11/12 * @Time:11:03 下午 * @微信公眾號:北漂碼農(nóng)有話說 * @網(wǎng)站:http://blog.triumphxx.com.cn * @GitHub https://github.com/triumphxx * @Desc: NIO編程模型客戶端 **/ public class NIOClient { // 通道管理器(Selector) private static Selector selector; public static void main(String[] args) throws IOException { // 創(chuàng)建通道管理器(Selector) selector = Selector.open(); // 創(chuàng)建通道SocketChannel SocketChannel channel = SocketChannel.open(); // 將通道設(shè)置為非阻塞 channel.configureBlocking(false); // 客戶端連接服務(wù)器,其實方法執(zhí)行并沒有實現(xiàn)連接,需要在handleConnect方法中調(diào)channel.finishConnect()才能完成連接 channel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 9090)); /** * 將通道(Channel)注冊到通道管理器(Selector),并為該通道注冊selectionKey.OP_CONNECT * 注冊該事件后,當(dāng)事件到達的時候,selector.select()會返回, * 如果事件沒有到達selector.select()會一直阻塞。 */ channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT); // 循環(huán)處理 while (true) { /* * 選擇一組可以進行I/O操作的事件,放在selector中,客戶端的該方法不會阻塞, * selector的wakeup方法被調(diào)用,方法返回,而對于客戶端來說,通道一直是被選中的 * 這里和服務(wù)端的方法不一樣,查看api注釋可以知道,當(dāng)至少一個通道被選中時。 */ selector.select(); // 獲取監(jiān)聽事件 Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys(); Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator(); // 迭代處理 while (iterator.hasNext()) { // 獲取事件 SelectionKey key = iterator.next(); // 移除事件,避免重復(fù)處理 iterator.remove(); // 檢查是否是一個就緒的已經(jīng)連接服務(wù)端成功事件 if (key.isConnectable()) { handleConnect(key); } else if (key.isReadable()) {// 檢查套接字是否已經(jīng)準(zhǔn)備好讀數(shù)據(jù) handleRead(key); } } } } /** * 處理客戶端連接服務(wù)端成功事件 */ private static void handleConnect(SelectionKey key) throws IOException { // 獲取與服務(wù)端建立連接的通道 SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); if (channel.isConnectionPending()) { // channel.finishConnect()才能完成連接 channel.finishConnect(); } channel.configureBlocking(false); // 數(shù)據(jù)寫入通道 String msg = "Hello Server!"; channel.write(ByteBuffer.wrap(msg.getBytes())); // 通道注冊到選擇器,并且這個通道只對讀事件感興趣 channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); } /** * 監(jiān)聽到讀事件,讀取客戶端發(fā)送過來的消息 */ private static void handleRead(SelectionKey key) throws IOException { SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); //開辟堆內(nèi)緩沖區(qū) ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(128); // 從通道讀取數(shù)據(jù)到緩沖區(qū) channel.read(buffer); // 輸出服務(wù)端響應(yīng)發(fā)送過來的消息 byte[] data = buffer.array(); String msg = new String(data).trim(); System.out.println("服務(wù)端發(fā)來的消息:" + msg); } }
由客戶端的代碼可以知道:首先我們將 select 打開,然后創(chuàng)建通道、將通道設(shè)置為非阻塞、創(chuàng)建連接、完成注冊 等待監(jiān)聽、處理事件,詳細的每一行代碼的意思,都已經(jīng)進展標(biāo)注??创a即可。
服務(wù)端實現(xiàn)
** * @author:triumphxx * @Date:2021/11/12 * @Time:11:03 下午 * @微信公眾號:北漂碼農(nóng)有話說 * @網(wǎng)站:http://blog.triumphxx.com.cn * @GitHub https://github.com/triumphxx * @Desc: NIO編程模型服務(wù)端 **/ public class NIOServer { // 通道管理器(Selector) private static Selector selector; public static void main(String[] args) throws IOException { // 創(chuàng)建通道管理器(Selector) selector = Selector.open(); // 創(chuàng)建通道ServerSocketChannel ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); // 將通道設(shè)置為非阻塞 serverSocketChannel.configureBlocking(false); // 將ServerSocketChannel對應(yīng)的ServerSocket綁定到指定端口(port) ServerSocket serverSocket = serverSocketChannel.socket(); serverSocket.bind(new InetSocketAddress(9090)); /** * 將通道(Channel)注冊到通道管理器(Selector),并為該通道注冊selectionKey.OP_ACCEPT事件 * 注冊該事件后,當(dāng)事件到達的時候,selector.select()會返回, * 如果事件沒有到達selector.select()會一直阻塞。 */ serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 循環(huán)處理 while (true) { // 當(dāng)注冊事件到達時,方法返回,否則該方法會一直阻塞 selector.select(); // 獲取監(jiān)聽事件 Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys(); Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator(); // 迭代處理 while (iterator.hasNext()) { // 獲取事件 SelectionKey key = iterator.next(); // 移除事件,避免重復(fù)處理 iterator.remove(); // 檢查是否是一個就緒的可以被接受的客戶端請求連接 if (key.isAcceptable()) { handleAccept(key); } else if (key.isReadable()) {// 檢查套接字是否已經(jīng)準(zhǔn)備好讀數(shù)據(jù) handleRead(key); } } } } /** * 處理客戶端連接成功事件 */ private static void handleAccept(SelectionKey key) throws IOException { // 獲取客戶端連接通道 ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel(); SocketChannel socketChannel = server.accept(); socketChannel.configureBlocking(false); // 信息通過通道發(fā)送給客戶端 String msg = "Hello Client!"; socketChannel.write(ByteBuffer.wrap(msg.getBytes())); // 給通道設(shè)置讀事件,客戶端監(jiān)聽到讀事件后,進行讀取操作 socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); } /** * 監(jiān)聽到讀事件,讀取客戶端發(fā)送過來的消息 */ private static void handleRead(SelectionKey key) throws IOException { SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); // 從通道讀取數(shù)據(jù)到緩沖區(qū) ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(128); channel.read(buffer); // 輸出客戶端發(fā)送過來的消息 byte[] data = buffer.array(); String msg = new String(data).trim(); System.out.println("server received msg from client:" + msg); } }
有服務(wù)端的代碼可以知道:首先我們將 select 打開,然后創(chuàng)建通道、將通道設(shè)置為非阻塞、創(chuàng)建連接、完成注冊 等待監(jiān)聽、處理事件,詳細的每一行代碼的意思,都已經(jīng)進展標(biāo)注??创a即可。
優(yōu)點及缺點
優(yōu)點:可靠性高,吞吐量比較高、非阻塞
缺點:編程模型做復(fù)雜
適用場景
適用于連接比較多且連接比較短的場景。
比如聊天室!
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