学习这件事,不在乎有没有人督促你,最重要的是在于你自己有没有觉悟和恒心。
温习中,会以笔记的形式记录下自我学习的过程。预计1月底之前更新完毕,请关注。
文章部分图片来源于视频笔记!!非我自画!!
netty的自我学习(一)—BIO、NIO、AIO的简单介绍
netty的自我学习(四)—NIO的Selector(选择器)
netty的自我学习(六)—Reactor模型以及Netty模型介绍
NIO的Selector基本介绍
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Java 的 NIO,用非阻塞的 IO 方式。可以用一个线程,处理多个的客户端连接,就会使用到Selector(选择器)
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Selector 能够检测多个注册的通道上是否有事件发生(注意:多个Channel以事件的方式可以注册到同一个Selector),如果有事件发生,便获取事件然后针对每个事件进行相应的处理。这样就可以只用一个单线程去管理多个通道,也就是管理多个连接和请求。
- 只有在 连接/通道 真正有读写事件发生时,才会进行读写,就大大地减少了系统开销,并且不必为每个连接都创建一个线程,不用去维护多个线程
- 避免了多线程之间的上下文切换导致的开销
Selector的相关API
Selector 类是一个抽象类, 常用方法和说明如下:public abstract class Selector implements Closeable {
public static Selector open();//得到一个选择器对象
public int select(long timeout);//监控所有注册的通道,当其中有 IO 操作可以进行时,将
对应的 SelectionKey 加入到内部集合中并返回,参数用来设置超时时间
public Set<SelectionKey> selectedKeys();//从内部集合中得到所有的 SelectionKey
}
可以看出里面一个个selectionKey的集合。
只要channel(通道)有事件发生,就会拿一个selectionKey,然后就可以便利selectKey集合,通过selectionKey反向得到发生事件的channel。
可以简单理解为slectorkey 是跟通道关联的。
注意事项
NIO中的 ServerSocketChannel功能类似ServerSocket,SocketChannel功能类似Socket
selector 相关方法说明
selector.select()//阻塞
selector.select(1000);//阻塞1000毫秒,在1000毫秒后返回
selector.wakeup();//唤醒selector
selector.selectNow();//不阻塞,立马返还
SelectionKey 的相关API
public abstract class SelectionKey {
public abstract Selector selector();//得到与之关联的 Selector 对象
public abstract SelectableChannel channel();//得到与之关联的通道
public final Object attachment();//得到与之关联的共享数据
public abstract SelectionKey interestOps(int ops);//设置或改变监听事件
public final boolean isAcceptable();//是否可以 accept
public final boolean isReadable();//是否可以读
public final boolean isWritable();//是否可以写
}
![](https://p1-jj.byteimg.com/tos-cn-i-t2oaga2asx/gold-user-assets/2020/1/4/16f6~tplv-t2oaga2asx-image.imagefc27f193659b?w=605&h=221&f=png&s=33345)
NIO 非阻塞 网络编程原理分析图
对上图的说明:-
当客户端连接时,会通过ServerSocketChannel 得到 SocketChannel
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Selector 进行监听 select 方法, 返回有事件发生的通道的个数.
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将socketChannel注册到Selector上, register(Selector sel, int ops), 一个selector上可以注册多个SocketChannel
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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)
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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
DEMO演示
package netty.nio;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.*;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class NIOServer {
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();
}
}
}
}
package netty.nio;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SocketChannel;
public class NIOClient {
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
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 = "hello, 尚硅谷~";
//Wraps a byte array into a buffer
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(str.getBytes());
//发送数据,将 buffer 数据写入 channel
socketChannel.write(buffer);
System.in.read();
}
}
SocketChannel 和 ServerSocketChannel
SocketChannel
网络 IO 通道,具体负责进行读写操作。NIO 把缓冲区的数据写入通道,或者把通道里的数据读到缓冲区。
public abstract class SocketChannel extends AbstractSelectableChannel implements ByteChannel, ScatteringByteChannel, GatheringByteChannel, NetworkChannel{
public static SocketChannel open();//得到一个 SocketChannel 通道
public final SelectableChannel configureBlocking(boolean block);//设置阻塞或非阻塞模式,取值 false 表示采用非阻塞模式
public boolean connect(SocketAddress remote);//连接服务器
public boolean finishConnect();//如果上面的方法连接失败,接下来就要通过该方法完成连接操作
public int write(ByteBuffer src);//往通道里写数据
public int read(ByteBuffer dst);//从通道里读数据
public final SelectionKey register(Selector sel, int ops, Object att);//注册一个选择器并设置监听事件,最后一个参数可以设置共享数据
public final void close();//关闭通道
}
ServerSocketChannel 在服务器端监听新的客户端 Socket 连接
public abstract class ServerSocketChannel extends AbstractSelectableChannel implements NetworkChannel{
public static ServerSocketChannel open(),得到一个 ServerSocketChannel 通道
public final ServerSocketChannel bind(SocketAddress local),设置服务器端端口号
public final SelectableChannel configureBlocking(boolean block),设置阻塞或非阻塞模式,取值 false 表示采用非阻塞模式
public SocketChannel accept(),接受一个连接,返回代表这个连接的通道对象
public final SelectionKey register(Selector sel, int ops),注册一个选择器并设置监听事件
}
互相讨论、共同进步
文章笔记如有失误,请指出。
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