前言
因为打算用java编写异步通信的server和client程序，笔者便学习使用java.nio开发包，其间遇到一些问题，上网却发现网上对它的应用描述的不是很多。所以，笔者不惜班门弄斧，做些简单的讨论，以便大家更进一步的讨论。
对相关类的简单介绍
java.nio.*, 据说它提供了一些更加底层的一些功能，如:类似windows环境下的AsyncSocket类的异步操作的功能，能显著降低server端程序的线程管理开销。
因为大多数应用是建立在TCP之上，所以在此只说说SocketChannel，ServerSocketChannel，Selector 和ByteBuffer这几个类.前三个最终都源自channel类。而channel 类，可以理解为在具体I/O或文件对象之上抽象的一个操作对象，我们通过操作channel的读写达到对其对应的文件或I/O对象(包括socket)读写的目的。读写的内容在内存中放在ByteBuffer类提供的缓冲区。总而言之，channel作为一个桥梁，连接了I/O对象和内存中的 ByteBuffer，实现了I/O的更高效的存取。
一个基于TCP的服务器端程序，必然有个侦听端和若干个通信端，它们在nio中由对应的ServerSocketChannel 和SocketChannel类来实现。为了达到异步I/O操作的目的，需要Selector类，它能检测到I/O对象的状态。
SocketChannel类是抽象类，通过调用它的静态函数open()，可生成一个SocketChannel对象，该对象对应一个java.net.Socket，可通过SocketChannel.socket()获得，而其对应的Socket也可通过调用函数getChannel()得到已建立的相应SocketChannel。
SocketChannel与它的socket是一一对应的。SocketChannel的操作与Socket也很相似。
ServerSocketChannel也是通过调用它的静态函数open()生成的，只是它不能直接调用bind()函数来绑定一个地址，需要它对应的ServerSocket来完成绑定工作，一般可按如下步骤做：
复制
ServerSocketChannel ssc = new ServerSocketChannel.open(); ssc.socket().bind(InetSocketAddress(host，port));
1.
2.
罗嗦了半天，还是看看最简单的C/S实现吧，服务器提供了基本的回射（echo）功能，其中提供了较详细的注释。
源码分析
1.服务器端：
复制
//////////////////////// //AsyncServer.java // by zztudou@163.com //////////////////////// import java.nio.channels.SocketChannel; import java.nio.channels.ServerSocketChannel; import java.nio.channels.SelectionKey; import java.nio.channels.Selector; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.SelectableChannel; import java.nio.channels.spi.SelectorProvider; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; import java.net.InetSocketAddress; import java.net.SocketAddress; import java.util.Iterator; import java.util.LinkedList; import java.io.IOException; class AsyncServer implements Runnable{ private ByteBuffer r_buff = ByteBuffer.allocate(1024); private ByteBuffer w_buff = ByteBuffer.allocate(1024); private static int port = 8848; public AsyncServer(){ new Thread(this).start(); } public void run(){ try{ //生成一个侦听端 ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open(); //将侦听端设为异步方式 ssc.configureBlocking(false); //生成一个信号监视器 Selector s = Selector.open(); //侦听端绑定到一个端口 ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(port)); //设置侦听端所选的异步信号OP_ACCEPT ssc.register(s,SelectionKey.OP_ACCEPT); System.out.println("echo server has been set up ......"); while(true){ int n = s.select(); if (n == 0) {//没有指定的I/O事件发生 continue; } Iterator it = s.selectedKeys().iterator(); while (it.hasNext()) { SelectionKey key = (SelectionKey) it.next(); if (key.isAcceptable()) {//侦听端信号触发 ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel(); //接受一个新的连接 SocketChannel sc = server.accept(); sc.configureBlocking(false); //设置该socket的异步信号OP_READ:当socket可读时， //触发函数DealwithData(); sc.register(s,SelectionKey.OP_READ); } if (key.isReadable()) {//某socket可读信号 DealwithData(key); } it.remove(); } } } catch(Exception e){ e.printStackTrace(); } } public void DealwithData(SelectionKey key) throws IOException{ int count; //由key获取指定socketchannel的引用 SocketChannel sc = (SocketChannel)key.channel(); r_buff.clear(); //读取数据到r_buff while((count = sc.read(r_buff))> 0) ; //确保r_buff可读 r_buff.flip(); w_buff.clear(); //将r_buff内容拷入w_buff w_buff.put(r_buff); w_buff.flip(); //将数据返回给客户端 EchoToClient(sc); w_buff.clear(); r_buff.clear(); } public void EchoToClient(SocketChannel sc) throws IOException{ while(w_buff.hasRemaining()) sc.write(w_buff); } public static void main(String args[]){ if(args.length > 0){ port = Integer.parseInt(args[0]); } new AsyncServer(); } }
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.
85.
86.
87.
88.
89.
90.
91.
92.
93.
94.
95.
96.
97.
98.
99.
100.
101.
102.
103.
104.
105.
106.
107.
在当前目录下运行：
复制
javac AsynServer.java
1.
后，若无编译出错，接下来可运行：
复制
java AsynServer 或 java AsynServer ×××（端口号）
1.
上述服务程序在运行时，可指定其侦听端口，否则程序会取8848为默认端口。
2.客户端的简单示例：
复制
//////////////////////// //AsyncClient.java // by zztudou@163.com //////////////////////// import java.nio.channels.SocketChannel; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.Selector; import java.nio.channels.SelectionKey; import java.io.IOException; import java.io.BufferedReader; import java.io.InputStreamReader; class AsyncClient{ private SocketChannel sc; private final int MAX_LENGTH = 1024; private ByteBuffer r_buff = ByteBuffer.allocate(MAX_LENGTH); private ByteBuffer w_buff = ByteBuffer.allocate(MAX_LENGTH); private static String host ; private static int port = 8848; public AsyncClient(){ try { InetSocketAddress addr = new InetSocketAddress(host,port); //生成一个socketchannel sc = SocketChannel.open(); //连接到server sc.connect(addr); while(!sc.finishConnect()) ; System.out.println("connection has been established!..."); while(true){ //回射消息 String echo; try{ System.err.println("Enter msg you'd like to send: "); BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); //输入回射消息 echo = br.readLine(); //把回射消息放入w_buff中 w_buff.clear(); w_buff.put(echo.getBytes()); w_buff.flip(); }catch(IOException ioe){ System.err.println("sth. is wrong with br.readline() "); } //发送消息 while(w_buff.hasRemaining()) sc.write(w_buff); w_buff.clear(); //进入接收状态 Rec(); //间隔1秒 Thread.currentThread().sleep(1000); } }catch(IOException ioe){ ioe.printStackTrace(); } catch(InterruptedException ie){ ie.printStackTrace(); } } //////////// //读取server端发回的数据，并显示 public void Rec() throws IOException{ int count; r_buff.clear(); count=sc.read(r_buff); r_buff.flip(); byte[] temp = new byte[r_buff.limit()]; r_buff.get(temp); System.out.println("reply is " + count +" long, and content is: " + new String(temp)); } public static void main(String args[]){ if(args.length < 1){//输入需有主机名或IP地址 try{ System.err.println("Enter host name: "); BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); host = br.readLine(); }catch(IOException ioe){ System.err.println("sth. is wrong with br.readline() "); } } else if(args.length == 1){ host = args[0]; } else if(args.length > 1){ host = args[0]; port = Integer.parseInt(args[1]); } new AsyncClient(); } }
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.
85.
86.
87.
88.
89.
90.
91.
92.
93.
94.
95.
96.
97.
98.
99.
100.
101.
在当前目录下运行：
复制
javac AsynClient.java
1.
后，若无编译出错，确认AsyncServer已经运行的情况下，接下来可运行：
复制
java AsynClient hostname 或 java AsynClient hostname ×××（端口号）
1.
并按提示进行操作即可。
总 结
总的来说，用nio进行网络编程还是很有新意的，服务器端软件能在一个线程中维护与众多客户端的通信连接。笔者在本文中试图用一个典型的回射例子说明如何用nio建立最基本的C/S应用。希望大家能试着用用它。
另外，笔者在实践中也发现nio在应用中存在的一些难题，比如如何应用SocketChannel的继承类，以及如何在socketchannel之上应用SSL（Secure Socket Layer）等等，因而希望这篇文章只是抛砖引玉，引起大家对nio作进一步的讨论。
原文链接：http://lrtlcg.iteye.com/blog/844357
【编辑推荐】