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一.

分布式rpc框架有很多,比如dubbo,netty,还有很多其他的产品。但他们大部分都是基于nio的,

nio是非阻塞的io,那么它的内部机制是怎么实现的呢。

1.由一个专门的线程处理所有IO事件,并负责分发。

2.事件驱动机制,事件到来的时候触发操作,不需要阻塞的监视事件。

3.线程之前通过wait,notify通信,减少线程切换。

上图是nio的通信模型。

其中:

服务端和客户端各自维护一个管理通道的对象,我们称之为selector,它可以监控一个或多个通道上的事件。

采用了双向通道(channel)进行数据传输,而不是单向的流(stream),在通道上可以注册我们感兴趣的事件。

二.

nio server端简单实现:

package com.nio;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
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;

/**
* Created by viruser on 2017/6/8.
*/
public class NioServer {
// 通道管理器
private Selector selector;

/**
* 获得一个ServerSocket通道,并对该通道做一些初始化的工作
* @param port 绑定的端口号
* @throws IOException
*/
public void initServer(int port) throws IOException {
// 获得一个ServerSocketChannel通道
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
// 设置通道为非阻塞
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
// 将该通道对应的ServerSocket绑定到port端口
serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(port));
// 获得一个通道管理器
this.selector = Selector.open();
// 将通道管理器和该通道绑定,并为该通道注册SelectionKey.OP_ACCEPT事件,注册该事件后,
// 当该事件到达时,selector.select()会返回,如果该事件没到达selector.select()会一直阻塞。
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
}

/**
* 采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件,如果有,则进行处理
* @throws IOException
*/
public void listen() throws IOException {
System.out.println("服务端启动成功!");
// 轮询访问selector
while (true) {
// 当注册的事件到达时,方法返回;否则,该方法会一直阻塞
selector.select();
// 获得selector中选中的项的迭代器,选中的项为注册的事件
Iterator<SelectionKey> ite = this.selector.selectedKeys().iterator();
while (ite.hasNext()) {
SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();
// 删除已选的key,以防重复处理
ite.remove();

if (key.isAcceptable()) {// 客户端请求连接事件
ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
// 获得和客户端连接的通道
SocketChannel channel = server.accept();
// 设置成非阻塞
channel.configureBlocking(false);

// 在这里可以给客户端发送信息哦
channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向客户端发送了一条信息")
.getBytes("utf-8")));
// 在和客户端连接成功之后,为了可以接收到客户端的信息,需要给通道设置读的权限。
channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);

} else if (key.isReadable()) {// 获得了可读的事件
read(key);
}

}

}
}

/**
* 处理读取客户端发来的信息 的事件
*
* @param key
* @throws IOException
*/
public void read(SelectionKey key) throws IOException {
// 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道
SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
// 创建读取的缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(512);
channel.read(buffer);
byte[] data = buffer.array();
String msg = new String(data).trim();
System.out.println("服务端收到信息:" + msg);
ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes("utf-8"));
channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端
}

/**
* 启动服务端测试
*
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
NioServer server = new NioServer();
server.initServer(8000);
server.listen();
}

}

客户端:
package com.nio;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;

/**
* Created by viruser on 2017/6/8.
*/
public class NioClient {
//通道管理器
private Selector selector;

/**
* 获得一个Socket通道,并对该通道做一些初始化的工作
* @param ip 连接的服务器的ip
* @param port 连接的服务器的端口号
* @throws IOException
*/
public void initClient(String ip,int port) throws IOException {
// 获得一个Socket通道
SocketChannel channel = SocketChannel.open();
// 设置通道为非阻塞
channel.configureBlocking(false);
// 获得一个通道管理器
this.selector = Selector.open();

// 客户端连接服务器,其实方法执行并没有实现连接,需要在listen()方法中调
//用channel.finishConnect();才能完成连接
channel.connect(new InetSocketAddress(ip,port));
//将通道管理器和该通道绑定,并为该通道注册SelectionKey.OP_CONNECT事件。
channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);
}

/**
* 采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件,如果有,则进行处理
* @throws IOException
*/
public void connect() throws IOException {
// 轮询访问selector
while (true) {
// 选择一组可以进行I/O操作的事件,放在selector中,客户端的该方法不会阻塞,
//这里和服务端的方法不一样,查看api注释可以知道,当至少一个通道被选中时,
//selector的wakeup方法被调用,方法返回,而对于客户端来说,通道一直是被选中的
selector.select();
// 获得selector中选中的项的迭代器
Iterator<SelectionKey> ite = this.selector.selectedKeys().iterator();
while (ite.hasNext()) {
SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();
// 删除已选的key,以防重复处理
ite.remove();
// 连接事件发生
if (key.isConnectable()) {
SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
// 如果正在连接,则完成连接
if(channel.isConnectionPending()){
channel.finishConnect();
}
// 设置成非阻塞
channel.configureBlocking(false);
//在这里可以给服务端发送信息哦
channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向服务端发送了一条信息").getBytes("utf-8")));
//在和服务端连接成功之后,为了可以接收到服务端的信息,需要给通道设置读的权限。
channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ); // 获得了可读的事件
} else if (key.isReadable()) {
read(key);
}
}
}
}
/**
* 处理读取服务端发来的信息 的事件
* @param key
* @throws IOException
*/
public void read(SelectionKey key) throws IOException{
//和服务端的read方法一样
// 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道
SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
// 创建读取的缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(512);
channel.read(buffer);
byte[] data = buffer.array();
String msg = new String(data).trim();
System.out.println("客户端收到信息:" + msg);
ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes("utf-8"));
channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端
}


/**
* 启动客户端测试
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
NioClient client = new NioClient();
client.initClient("localhost",8000);
client.connect();
}

}
posted on 2017-06-08 17:10  知己一生  阅读(...)  评论(...编辑  收藏