文章目录
网络编程三要素
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协议：TCP/UDP
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IP地址
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端口号
TCP
TCP：传输控制协议 (Transmission Control Protocol)。TCP协议是面向连接的通信协议，即传输数据之前，在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。
TCP协议特点: 面向连接,传输数据安全,传输速度低
三次握手
• 第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认。 你愁啥?
• 第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求。我愁你咋地?
• 第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接。整个交互过程如下图所示。你再愁试试
完成三次握手，连接建立后，客户端和服务器就可以开始进行数据传输了。由于这种面向连接的特性，TCP协议可以保证传输数据的安全，所以应用十分广泛，例如下载文件、浏览网页等。
socket中TCP的四次握手释放连接
四次挥手：TCP协议中，在发送数据结束后，释放连接时需要经过四次挥手。
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第一次挥手：客户端向服务器端提出结束连接，让服务器做最后的准备工作。此时，客户端处于半关闭状态，即表示不再向服务器发送数据了，但是还可以接受数据。
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第二次挥手：服务器接收到客户端释放连接的请求后，会将最后的数据发给客户端。并告知上层的应用进程不再接收数据。
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第三次挥手：服务器发送完数据后，会给客户端发送一个释放连接的报文。那么客户端接收后就知道可以正式释放连接了。
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第四次挥手：客户端接收到服务器最后的释放连接报文后，要回复一个彻底断开的报文。这样服务器收到后才会彻底释放连接。
UDP
UDP：用户数据报协议(User Datagram Protocol)。UDP协议是一个面向无连接的协议。传输数据时，不需要建立连接，不管对方端服务是否启动，直接将数据、数据源和目的地都封装在数据包中，直接发送。每个数据包的大小限制在64k以内。它是不可靠协议，因为无连接，所以传输速度快，但是容易丢失数据。日常应用中,例如shipin会议、QQ聊天等。
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UDP特点: 面向无连接,传输数据不安全,传输速度快
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例如: 村长发现张三家的牛丢了
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UDP协议: 村长在村里的广播站广播一下张三家的牛丢了,信息丢失,信息发布速度快
IP
- 查看本机IP地址，在控制台输入：
ipconfig
- 检查网络是否连通，在控制台输入：
ping IP地址
ping 220.181.57.216
ping www.baidu.com
小结
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协议: 计算机在网络中通信需要遵守的规则,常见的有TCP,UDP协议
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TCP: 面向连接,传输数据安全,传输速度慢
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UDP: 面向无连接,传输不数据安全,传输速度快
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IP地址: 用来标示网络中的计算机设备
- 分类: IPV4 IPV6
- 本地ip地址: 127.0.0.1 localhost
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端口号: 用来标示计算机设备中的应用程序、0–65535
- 自己写的程序指定的端口号要是1024以上
- 如果端口号被另外一个服务或应用所占用，会导致当前程序启动失败。
TCP通信程序
// 客户端
public class Client {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 客户端连接服务端
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 6666);
System.out.println("我是客户端：" + socket.getLocalPort() + " 启动成功");
while (true) {
// 客户端向服务端发数据
OutputStream out = socket.getOutputStream();
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
String info = scanner.next();
out.write(("客户端："+info).getBytes());
out.flush();
// 客户端接受服务端数据
InputStream in = socket.getInputStream();
byte[] bytes = new byte[8721];
int len = in.read(bytes);
String s = new String(bytes, 0, len);
System.out.println(s);
}
// socket.close();
}
}
// 服务端
public class Server {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 服务端开启端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
System.out.println("我是服务端：" + serverSocket.getLocalPort() + " 启动成功");
// 等待客户端连接，没连接之前会阻塞
Socket accept = serverSocket.accept();
System.out.println("我是服务端，你好呀客户端：" + accept.getPort() + "，欢迎你连接~");
while (true) {
// 服务端接受客户端数据
InputStream in = accept.getInputStream();
byte[] bytes = new byte[8721];
int len = in.read(bytes);
String s = new String(bytes, 0, len);
System.out.println(s);
// 服务端向客户端发数据
OutputStream out = accept.getOutputStream();
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
String info = scanner.next();
out.write(("服务端："+info).getBytes());
out.flush();
}
// accept.close();
// serverSocket.close();
}
}
TCP通信文件操作
public class Client {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 客户端:
// 1.创建Socket对象,指定要连接的服务器的ip地址和端口号
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",6666);
// 2.创建字节输入流对象,关联数据源文件路径
FileInputStream fis = new FileInputStream("d:\\img\\a.jpg");
// 3.通过Socket获取输出流
OutputStream os = socket.getOutputStream();
// 4.定义一个字节数组,用来存储读取到的字节数据
byte[] bys = new byte[8192];
// 4.定义一个int变量,用来存储读取到的字节个数
int len;
// 5.循环读取数据
while ((len = fis.read(bys)) != -1) {
// 6.在循环中,写出数据
os.write(bys, 0, len);
}
// os.write("");
// - 在文件上传时，客户端从文件中读不到数据，就会停止发送。
// 但是服务器端不知道客户端停止了写数据，所以会一直等待接收客户端写过来的数据。
// 解决办法：在客户端调用s.shutdownOutput();通知服务器端发送结束了。
socket.shutdownOutput();
System.out.println("=======开始接收服务器回写的数据=======");
//7.通过Socket获得输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
//8.读取服务器回写的字符串数据
int read = is.read(bys);// 卡死
System.out.println(new String(bys,0,read));
// 9.关闭流,释放资源
fis.close();
socket.close();
}
public class Server {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 服务器:
// 1.创建ServerSocket对象,指定端口号(6666)
ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);
// 循环接收请求
while (true){
// 2.调用accept()方法接收客户端请求,得到Socket对象
final Socket socket = ss.accept();
System.out.println("新客户端: " + socket.getPort());
// 只要建立连接,就开辟线程上传文件
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
try{
// 3.通过返回的Socket对象获得输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
// 4.创建字节输出流对象,关联目的地文件路径
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\img\\"+System.currentTimeMillis()+".jpg");
// 5.定义一个字节数组,用来存储读取到的字节数据
byte[] bys = new byte[8192];
// 5.定义一个int变量,用来存储读取到的字节个数
int len;
Thread.sleep(10000);
// 6.循环读取数据
while ((len = is.read(bys)) != -1) {
// 卡死
// 7.在循环中,写出数据
fos.write(bys, 0, len);
}
System.out.println("============开始回写数据给客户端==========");
// 8.通过返回的Socket对象获得输出流
OutputStream os = socket.getOutputStream();
// 9.写出字符串数据给客户端
os.write("文件上传成功!".getBytes());
// 10.关闭流,释放资源
fos.close();
socket.close();
//ss.close();
}catch (Exception e){
}
}
}).start();
}
}
}
TCP模拟网站服务器
- 从浏览器中访问本地项目中的资源（类似Tomcat）
// 服务端
public class Server {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 服务器:
// 1.创建ServerSocket对象,指定端口号(6666)
ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);
while (true) {
// 2.调用accept()方法,获得请求,得到Socket对象
final Socket socket = ss.accept();
// 连接建立,开辟线程
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
try {
// 3.通过返回的Socket对象,获得输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
// 4.通过输入流,去连接通道中获取数据,进行筛选,筛选出浏览器需要访问的页面路径
// 4.1 把字节输入流转换为字符输入流
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
// 4.2 读取第一行数据，因为我们要读取url请求 所以一行一行的读，采用BufferedReader封装
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
String line = br.readLine();
// 当我们请求一个url的时候，服务器收到的请求为：请求方式(GET)+我们请求的路径+HTTP版本
System.out.println(line);// GET /socketnio/web/index.html HTTP/1.1
// 4.3 截取浏览器需要访问的页面路径，也就是我们要访问socketnio下的web下的index页面
// 按空格分离成数组，然后取索引为1的元素，从这个元素索引为1的位置开始截取
String path = line.split(" ")[1].substring(1);
System.out.println(path);// socketnio/web/index.html
// 拿到我们的路径后就相当于文件传输了
// 5.创建字节输入流对象,关联要访问的页面路径
FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
// 6.通过Socket对象获得输出流
OutputStream os = socket.getOutputStream();
// 7.定义一个byte数组,用来存储读取到的字节数据
byte[] bys = new byte[8192];
// 7.定义一个int变量,用来存储读取到的字节个数
int len;
// 响应页面的时候需要同时把以下响应过去给浏览器
os.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());
os.write("Content-Type:text/html\r\n".getBytes());
os.write("\r\n".getBytes());
// 8.循环读取数据
while ((len = fis.read(bys)) != -1) {
// 9.在循环中写出数据
os.write(bys, 0, len);
}
// 10.关闭流,释放资源
fis.close();
socket.close();
//ss.close();
} catch (Exception e) {
}
}
}).start();
}
}
}
NIO
同异步、阻与非阻塞
学习Java的NIO流之前，先了解几个关键词
-
同步与异步（synchronous/asynchronous）：同步是一种可靠的有序运行机制，当我们进行同步操作时，后续的任务是等待当前调用返回，才会进行下一步；而异步则相反，其他任务不需要等待当前调用返回，通常依靠事件、回调等机制来实现任务间次序关系
- 同步: 调用方法之后,必须要得到一个返回值 例如: 买火车票,一定要买到票,才能继续下一步
- 异步: 调用方法之后,没有返回值,但是会有回调函数,回调函数指的是满足条件之后会自动执行的方法 例如: 买火车票, 不一定要买到票,我可以交代售票员,当有票的话,你就帮我出张票
-
阻塞与非阻塞：在进行阻塞操作时，当前线程会处于阻塞状态，无法从事其他任务，只有当条件就绪才能继续，比如ServerSocket新连接建立完毕，或者数据读取、写入操作完成；而非阻塞则是不管IO操作是否结束，直接返回，相应操作在后台继续处理
- 阻塞:如果没有达到方法的目的,就会一直停在那里(等待) , 例如: ServerSocket的accept方法
- 非阻塞: 不管方法有没有达到目的,都直接往下执行(不等待)
NIO是同步的，因为它的accept/read/write方法的内核I/O操作都会阻塞当前线程
三个组成
NIO的三个主要组成部分：Buffer（缓冲区）、Channel（通道）、Selector（选择器）。NIO是在访问个数特别大的时候才使用的 , 比如流行的软件或者流行的游戏中会有高并发和大量连接.
Buffer类
缓冲区
三个创建方式
// 方式一: 在堆中创建缓冲区：间接缓冲区----------------> 推荐
ByteBuffer b1 = ByteBuffer.allocate(10);
// 方式二: 在系统内存创建缓冲区：直接缓冲区
ByteBuffer b2 = ByteBuffer.allocateDirect(10);
// 方式三: 在堆中创建缓冲区
byte[] bys = new byte[10];
ByteBuffer b3 = ByteBuffer.wrap(bys);
// 阅读源码可以看到allocate是调用的HeapByteBuffer，所以是堆内存创建
public static ByteBuffer allocate(int capacity) {
if (capacity < 0)
throw createCapacityException(capacity);
return new HeapByteBuffer(capacity, capacity, null);
}
// wrap方法其实也是调用的HeapByteBuffer
public static ByteBuffer wrap(byte[] array,
int offset, int length)
{
try {
return new HeapByteBuffer(array, offset, length, null);
} catch (IllegalArgumentException x) {
throw new IndexOutOfBoundsException();
}
}
- 并且ByteBuffer类内部封装了一个byte[]数组
- 间接缓冲区的创建和销毁效率要高于直接缓冲区
- 间接缓冲区的工作效率要低于直接缓冲区
主要方法
put、capacity、limit、position、mark、reset、clear、flip
- 主要理解clear、flip
package com.liu;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.util.Arrays;
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
// buffer的capacity= 10
System.out.println("buffer的capacity= " + buffer.capacity());
buffer.put((byte) 1);
buffer.put((byte) 2);
// buffer= [1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
System.out.println("buffer= " + Arrays.toString(buffer.array()));
// 见名知意，限制buffer只能装n(3)个，并且n<=capacity
buffer.limit(3);
buffer.put((byte) 3);
// buffer.put((byte)4); 出异常：java.nio.BufferOverflowException
// buffer在limit(3)= [1, 2, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
System.out.println("buffer在limit(3)= " + Arrays.toString(buffer.array()));
// 重新定位索引位置(相当于有个指针在操作数组索引，而position就是改变指针位置)，下次操作就会从索引n(1)开始，并且n<=limit中的n
buffer.position(1);
buffer.put((byte) 4);
buffer.put((byte) 5);
// buffer在position(1)= [1, 4, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
System.out.println("buffer在position(1)= " + Arrays.toString(buffer.array()));
// mark 和 reset是一起的
// mark标记position的位置(也就是数组索引指针的位置)
// reset重新将指针定位到mark标记的位置,也就是1
buffer.position(1);
buffer.mark();
buffer.put((byte) 6);
buffer.put((byte) 7);
// buffer在position(1)后mark= [1, 6, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
System.out.println("buffer在position(1)后mark= " + Arrays.toString(buffer.array()));
buffer.reset();
buffer.put((byte) 8);
// buffer在position(1)后mark后reset= [1, 8, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
System.out.println("buffer在position(1)后mark后reset= " + Arrays.toString(buffer.array()));
// flip将指向position索引的指针位置给到limit，position置为0
// flip多用于读写文件，读多少就写多少
buffer.limit(10);// 先把limit限制去除
buffer.position(3);
buffer.flip();// 把position=0，limit=3
buffer.put((byte) 9);
buffer.put((byte) 10);
buffer.put((byte) 11);
// buffer.put((byte) 12); 异常java.nio.BufferOverflowException
// buffer在=flip [9, 10, 11, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
System.out.println("buffer在flip= " + Arrays.toString(buffer.array()));
// 重置position=0和limit=capacity
buffer.clear();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
buffer.put((byte) i);
}
// buffer在clear= [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
System.out.println("buffer在clear= " + Arrays.toString(buffer.array()));
}
}
Channel接口
通道
- 用于读、写文件的通道。可以看成是IO中的输入和输出流，不同的是：Channel是双向的，可读可写
分类
- FileChannel：从文件读取数据的 输入流和输出流
- DatagramChannel：读写UDP网络协议数据 Datagram
- SocketChannel：读写TCP网络协议数据 Socket(客户端)
- ServerSocketChannel：可以监听TCP连接 ServerSocket(服务端)
FileChannel类
可以通过FileInputStream和FileOutputStream的
getChannel()方法获取一个它的子类对象
文件的复制
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 需求: 复制a.jpg文件
// 思路: 使用FileChannel读取数据到字节缓冲数组中,再从字节缓冲数组中写入到目的地文件中
// 1.创建字节输入流对象,关联数据源文件路径
FileInputStream fis = new FileInputStream("d:\\img\\a.jpg");
// 2.创建字节输出流对象,关联目的地文件路径
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\img\\b.jpg");
// 3.通过输入流对象获取FileChannel对象
FileChannel c1 = fis.getChannel();
// 3.通过输出流对象获取FileChannel对象
FileChannel c2 = fos.getChannel();
// 4.创建字节缓冲数组,用来存储读取到的字节数据
ByteBuffer b = ByteBuffer.allocate(8192);
// 5.循环读取字节数据
while (c1.read(b) != -1) {
// flip一下: position变成:0,limit变成:position(8192,但是最后一次可能不是8192) 为了保证写出的时候,写出的是读取的数据
// 采用flip后就不用定义一个len来截取了，可以参考上面TCP文件操作
b.flip();
// 6.在循环中,写出字节数据
c2.write(b);
// clear一下: position变成:0,limit变成:capacity(8192) 供下一次循环使用
b.clear();
}
// 7.关闭流,释放资源
c2.close();
c1.close();
fos.close();
fis.close();
}
FileChannel结合MappedByteBuffer实现高效读写
MappedByteBuffer类 是一个ByteBuffer子类,它可以将文件直接
映射至内存，把硬盘中的读写变成内存中的读写, 所以可以提高大文件的读写效率
- FileChannel的map()方法获取一个MappedByteBuffer
- MappedByteBuffer map(MapMode mode, long position, long size)。说明：将节点中从position开始的size个字节映射到返回的MappedByteBuffer中。
- FileChannel.MapMode.READ_ONLY：得到的镜像只能读不能写
- FileChannel.MapMode.READ_WRITE：得到的镜像可读可写
- FileChannel.MapMode.PRIVATE：得到一个私有的镜像
- 使用RandomAccessFile获得Channel
- 使用输入流获得的Channel只能指定读模式，也就是
"r" - 使用输出流获得的Channel只能指定写模式，也就是
"rw" - 只有RandomAccessFile获取的Channel才能开启任意的这三种模式(mode)
- 使用输入流获得的Channel只能指定读模式，也就是
public static void main(String[] args) throws Exception {
long a = System.currentTimeMillis();
// 1.创建RandomAccessFile对象: r表示读,rw表读写
RandomAccessFile r1 = new RandomAccessFile("d:\\img\\a.rar", "r");
RandomAccessFile r2 = new RandomAccessFile("d:\\img\\b.rar", "rw");
// 2.获得Channel对象
FileChannel c1 = r1.getChannel();
FileChannel c2 = r2.getChannel();
// 3.获取源文件的字节大小
long size = c1.size();
System.out.println(size);
// 循环复制
// 文件总大小: size
// 假设每次复制的字节大小: everySize = 500MB
long everySize = 500 * 1024 * 1024;
// 总共需要复制多少次: count = size % everySize == 0 ? size / everySize : size / everySize +1
long count = size % everySize == 0 ? size / everySize : size / everySize + 1;
// 循环复制
for (long i = 0; i < count; i++) {
// 每次复制的起始字节位置: start = i * everySize
long start = i * everySize;
// 每次真实复制多少个字节: trueSize = size - start > everySize ? everySize : size - start;
// 主要是为了最后一次复制不等于每次复制的大小everySize
long trueSize = size - start > everySize ? everySize : size - start;
// 3.使用Channel调用map方法获得MappedByteBuffer
MappedByteBuffer m1 = c1.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, start, trueSize);
MappedByteBuffer m2 = c2.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, start, trueSize);
// 4.把m1数组中的字节数据拷贝到m2中
for (long j = 0; j < trueSize; j++) {
//System.out.println("j = " + j);
// 获取m1中的字节
byte b = m1.get();
// 把获取到的字节存储到m2中
m2.put(b);
}
}
// 5.释放资源
c2.close();
c1.close();
r2.close();
r1.close();
long b = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗时: " + (b -a)/1000 + "秒");
}
SocketChannel与ServerSocketChannel
-
SocketChannel类用于连接的客户端，它相当于：Socket
-
ServerSocketChannel类用于连接的服务器端，它相当于：ServerSocket
/**
* 客户端
*/
// 获得通道
SocketChannel sc = SocketChannel.open();
// 连接服务器
sc.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 6666));
// 创建ByteBuffer字节缓冲数组
ByteBuffer b = ByteBuffer.allocate(1024);
// 把数据存储到字节缓冲数组中
b.put("服务器,你好,今晚约吗?".getBytes());
// position设置为0,limit设置为之前的position
b.flip();
// 写出数据到服务器
sc.write(b);
// 释放资源
sc.close();
/**
* 服务端
*/
// 获得ServerSocketChannel
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
// 绑定端口号
ssc.bind(new InetSocketAddress(6666));
// 设置非阻塞
ssc.configureBlocking(false);
// 接收请求
SocketChannel sc = null;
while (true) {
// 接收客户端连接
sc = ssc.accept(); // 这里并不会阻塞
if (sc == null){
System.out.println("还未连接"); // 在客户端没启动连接之前一直循环
}else{
System.out.println("连接成功了!");
break;
}
}
// 创建ByteBuffer字节缓冲数组
ByteBuffer b = ByteBuffer.allocate(1024);
// 接收客户端写过来的数据
int len = sc.read(b);
System.out.println(new String(b.array(),0,len));
// 释放资源
ssc.close();
Selector
选择器
- 多路是指：服务器端同时监听多个“端口”的情况。每个端口都要监听多个客户端的连接
- 多路复用的意思就是一个Selector可以监听多个服务器端口
- 服务器端的非多路复用效果
如果不使用“多路复用”，服务器端需要开很多线程处理每个端口的请求。如果在高并发环境下，造成系统性能下降。
- 服务器端的多路复用效果
使用了多路复用，只需要一个线程就可以处理多个通道，降低内存占用率，减少CPU切换时间，在高并发、高频段业务环境下有非常重要的优势
-
一个Selector可以监听多个Channel发生的事件, 减少系统负担 , 提高程序执行效率
-
Selector selector = Selector.open()
-
channel对象.register(Selector sel, int ops)方法来实现注册
-
参数1: 选择器
-
参数2: 通过Selector监听Channel时对什么事件感兴趣
-
1、 连接就绪–常量：SelectionKey.OP_CONNECT
2、 接收就绪–常量：SelectionKey.OP_ACCEPT (ServerSocketChannel在注册时只能使用此项)
3、 读就绪–常量：SelectionKey.OP_READ
4、写就绪–常量：SelectionKey.OP_WRITE
-
注意
1.对于ServerSocketChannel在注册时，只能使用OP_ACCEPT，否则抛出异常。
2.对于ServerSocketChannel必须设置为非阻塞 -
服务器创建3个通道，同时监听3个端口，并将3个通道注册到一个选择器中
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 获取3个端口的ServerSocketChannel对象
ServerSocketChannel ssc1 = ServerSocketChannel.open();
ServerSocketChannel ssc2 = ServerSocketChannel.open();
ServerSocketChannel ssc3 = ServerSocketChannel.open();
// 绑定端口号
ssc1.bind(new InetSocketAddress(6666));
ssc2.bind(new InetSocketAddress(7777));
ssc3.bind(new InetSocketAddress(8888));
// 设置Channel为非阻塞
ssc1.configureBlocking(false);
ssc2.configureBlocking(false);
ssc3.configureBlocking(false);
// 获取选择器
Selector selector = Selector.open();
// 把Channel注册到选择器上
ssc1.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
ssc2.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
ssc3.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
// 、、、、、、、做个标记
}
常用方法
- select、selectedKeys、keys
select服务器等待客户端连接的方法
- 阻塞问题:
- 在连接到第一个客户端之前,会一直阻塞
- 当连接到客户端后,如果客户端没有被处理,该方法会计入不阻塞状态
- 当连接到客户端后,如果客户端有被处理,该方法又会进入阻塞状态
// 客户端
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 获得SocketChannel对象
SocketChannel sc = SocketChannel.open();
// 连接服务器
sc.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 6666));
// 创建ByteBuffer字节缓冲数组
ByteBuffer b = ByteBuffer.allocate(1024);
// 把数据存储到字节缓冲数组中
b.put("服务器,你好,今晚约吗6666?".getBytes());
// position设置为0,limit设置为之前的position
b.flip();
Thread.sleep(4000);
// 写出数据到服务器
sc.write(b);
// 释放资源
sc.close();
}
// 从上面标记位置代码重复
while (true) {
// 服务器等待客户端连接
selector.select();
// Selector的selectedKeys()方法:获取已连接的所有通道集合
// 获取所有已连接的Channel通道
Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
System.out.println("所有已连接的通道个数:"+keys.size());
// Selector的keys()方法:获取已注册的所有通道集合
// 获取已注册的连接通道
Set<SelectionKey> set = selector.keys();
System.out.println("已注册的连接通道:"+set.size());
// 循环遍历已连接的Channel通道
for (SelectionKey key : keys) {
// SelectionKey封装ServerSocketChannel
// 获取客户端要连接的ServerSocketChannel
ServerSocketChannel channel = (ServerSocketChannel)key.channel();
// 处理客户端的请求
SocketChannel sc = channel.accept();
// sc.read....
}
}
- 其实selector就相当于一个中间商，再来看这个图
NIO多路复用
public class Server {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 获取3个端口的ServerSocketChannel对象
ServerSocketChannel ssc1 = ServerSocketChannel.open();
ServerSocketChannel ssc2 = ServerSocketChannel.open();
ServerSocketChannel ssc3 = ServerSocketChannel.open();
// 绑定端口号
ssc1.bind(new InetSocketAddress(6666));
ssc2.bind(new InetSocketAddress(7777));
ssc3.bind(new InetSocketAddress(8888));
// 设置Channel为非阻塞
ssc1.configureBlocking(false);
ssc2.configureBlocking(false);
ssc3.configureBlocking(false);
// 获取选择器
Selector selector = Selector.open();
// 把Channel注册到选择器上
ssc1.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
ssc2.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
ssc3.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
while (true) {
// 服务器等待客户端连接
selector.select();
// 处理客户端的请求
// 获取所有已连接的Channel通道
Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
/**
* 问题: Selector把所有被连接的服务器对象放在了一个Set集合中,但是使用完后并没有删除,导致在遍历集合时,遍历到已经 * 象,出现了异常
* 解决办法: 使用完了,应该从集合中删除,由于遍历的同时不能删除,所以使用迭代器进行遍历
*/
// 循环遍历所有已连接的Channel通道
/*for (SelectionKey key : keys) {
// SelectionKey封装了ServerSocketChannel
// 把key转换为ServerSocketChannel对象
ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel)key.channel();
// 处理客户端的请求
SocketChannel sc = ssc.accept();
// 读取客户端写过来的数据
ByteBuffer b = ByteBuffer.allocate(1024);
int len = sc.read(b);
System.out.println(new String(b.array(),0,len));
sc.close();
}*/
// 获取迭代器
Iterator<SelectionKey> it = keys.iterator();
while (it.hasNext()) {
SelectionKey key = it.next();
// 把key转换为ServerSocketChannel对象
ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel)key.channel();
// 处理客户端的请求
SocketChannel sc = ssc.accept();
// 读取客户端写过来的数据
ByteBuffer b = ByteBuffer.allocate(1024);
int len = sc.read(b);
System.out.println(new String(b.array(),0,len));
sc.close();
// 删除
it.remove();
}
}
}
}
多路复用整理
- 服务端
public class NIOServer {
private int port = 8888;
// 用于字符集编解码
private Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
// 用于接收数据的缓冲区
private ByteBuffer rBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
// 用于发送数据的缓冲区
private ByteBuffer sBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
// 用于存放客户端SocketChannel集合
private Map<String, SocketChannel> clientMap = new HashMap();
// 用于监听通道事件
private static Selector selector;
public NIOServer(int port) {
this.port = port;
try {
init();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 初始化服务器
private void init() throws IOException {
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
ServerSocket serverSocket = serverSocketChannel.socket();
serverSocket.bind(new InetSocketAddress(port));
selector = Selector.open();
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
System.out.println("服务器启动，端口为：" + port);
}
/**
* 服务器端轮询监听，select 方法会一直阻塞直到有相关事件发生或超时
*/
public void listen() {
while (true) {
try {
selector.select(); // 返回值为本次触发的事件数
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
//selectionKeys.forEach(selectionKey -> handle(selectionKey));
for(SelectionKey sk : selectionKeys){
handle(sk);
}
selectionKeys.clear(); // 清除处理过的事件
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* 处理事件
*/
private void handle(SelectionKey selectionKey) {
try {
// 有客户端要连接
if (selectionKey.isAcceptable()) {
ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) selectionKey.channel();
SocketChannel client = server.accept();
client.configureBlocking(false);
client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
clientMap.put(getClientName(client), client);
}
// 客户端发送了消息
else if (selectionKey.isReadable()) {
SocketChannel client = (SocketChannel) selectionKey.channel();
rBuffer.clear();
int bytes = client.read(rBuffer);
if (bytes > 0) {
rBuffer.flip();
String receiveText = String.valueOf(charset.decode(rBuffer));
System.out.println(client.toString() + ":" + receiveText);
dispatch(client, receiveText);
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 转发消息给各个客户端
*/
private void dispatch(SocketChannel client, String info) throws IOException {
if (!clientMap.isEmpty()) {
for (Map.Entry<String, SocketChannel> entry : clientMap.entrySet()) {
SocketChannel temp = entry.getValue();
if (!client.equals(temp)) {
sBuffer.clear();
sBuffer.put(charset.encode(getClientName(client) + ":" + info));
sBuffer.flip();
temp.write(sBuffer);
}
}
}
}
/**
* 生成客户端名字
*/
private String getClientName(SocketChannel client){
Socket socket = client.socket();
return "[" + socket.getInetAddress().toString().substring(1) + ":" + Integer.toHexString(client.hashCode()) + "]";
}
public static void main(String[] args) {
NIOServer server = new NIOServer(7777);
server.listen();
}
}
- 客户端
public class NIOClient {
// 服务端地址
private InetSocketAddress SERVER;
// 用于接收数据的缓冲区
private ByteBuffer rBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
// 用于发送数据的缓冲区
private ByteBuffer sBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
// 用于监听通道事件
private static Selector selector;
// 用于编/解码 buffer
private Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
public NIOClient(int port) {
SERVER = new InetSocketAddress("localhost", port);
try {
init();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 初始化客户端
private void init() throws IOException {
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
socketChannel.configureBlocking(false);
selector = Selector.open();
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);
socketChannel.connect(SERVER);
while (true) {
selector.select();
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
//selectionKeys.forEach(selectionKey -> handle(selectionKey));
for(SelectionKey sk : selectionKeys){
handle(sk);
}
selectionKeys.clear(); // 清除处理过的事件
}
}
/**
* 处理事件
*/
private void handle(SelectionKey selectionKey) {
try {
// 连接就绪事件
if (selectionKey.isConnectable()) {
SocketChannel client = (SocketChannel) selectionKey.channel();
if (client.isConnectionPending()) {
client.finishConnect();
System.out.println("连接成功！");
// 启动线程监听客户端输入
new Thread() {
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
sBuffer.clear();
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
String sendText = scanner.nextLine();
System.out.println(sendText);
sBuffer.put(charset.encode(sendText));
sBuffer.flip();
client.write(sBuffer);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}.start();
}
// 注册可读事件
client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
}
// 可读事件，有从服务器端发送过来的信息，读取输出到屏幕上
else if (selectionKey.isReadable()) {
SocketChannel client = (SocketChannel) selectionKey.channel();
rBuffer.clear();
int count = client.read(rBuffer);
if (count > 0) {
String receiveText = new String(rBuffer.array(), 0, count);
System.out.println(receiveText);
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
new NIOClient(7777);
}
}