解读NIO Socket非阻塞模式

前言：
     jdk供的无阻塞I/O（NIO）有效解决了多线程服务器存在的线程开销问题，但在使用上略显得复杂一些。在NIO中使用多线程，主要目的已不是为了应对每个客户端请求而分配独立的服务线程，而是通过多线程充分使用用多个CPU的处理能力和处理中的等待时间，达到提高服务能力的目的。
    这段时间在研究NIO，写篇博客来记住学过的东西。还是从最简单的Hello World开始，
client多线程请求server端，server接收client的名字，并返回Hello! ＋名字的字符格式给client。当然实际应用并不这么简单，实际可能是访问文件或者数据库获取信息返回给client。非阻塞的NIO有何神秘之处？代码：

1)server端代码

Java代码

1. /**  
2.  *   
3.  * @author Jeff  
4.  *  
5.  */  
6. public class HelloWorldServer {   
7.   
8.     static int BLOCK = 1024;   
9.     static String name = "";   
10.     protected Selector selector;   
11.     protected ByteBuffer clientBuffer = ByteBuffer.allocate(BLOCK);   
12.     protected CharsetDecoder decoder;   
13.     static CharsetEncoder encoder = Charset.forName("GB2312").newEncoder();   
14.   
15.     public HelloWorldServer(int port) throws IOException {   
16.         selector = this.getSelector(port);   
17.         Charset charset = Charset.forName("GB2312");   
18.         decoder = charset.newDecoder();   
19.     }   
20.   
21.     // 获取Selector   
22.     protected Selector getSelector(int port) throws IOException {   
23.         ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open();   
24.         Selector sel = Selector.open();   
25.         server.socket().bind(new InetSocketAddress(port));   
26.         server.configureBlocking(false);   
27.         server.register(sel, SelectionKey.OP_ACCEPT);   
28.         return sel;   
29.     }   
30.   
31.     // 监听端口   
32.     public void listen() {   
33.         try {   
34.             for (;;) {   
35.                 selector.select();   
36.                 Iterator iter = selector.selectedKeys().iterator();   
37.                 while (iter.hasNext()) {   
38.                     SelectionKey key = (SelectionKey) iter.next();   
39.                     iter.remove();   
40.                     process(key);   
41.                 }   
42.             }   
43.         } catch (IOException e) {   
44.             e.printStackTrace();   
45.         }   
46.     }   
47.   
48.     // 处理事件   
49.     protected void process(SelectionKey key) throws IOException {   
50.         if (key.isAcceptable()) { // 接收请求   
51.             ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();   
52.             SocketChannel channel = server.accept();   
53.             //设置非阻塞模式   
54.             channel.configureBlocking(false);   
55.             channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);   
56.         } else if (key.isReadable()) { // 读信息   
57.             SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();   
58.             int count = channel.read(clientBuffer);   
59.             if (count > 0) {   
60.                 clientBuffer.flip();   
61.                 CharBuffer charBuffer = decoder.decode(clientBuffer);   
62.                 name = charBuffer.toString();   
63.                 // System.out.println(name);   
64.                 SelectionKey sKey = channel.register(selector,   
65.                         SelectionKey.OP_WRITE);   
66.                 sKey.attach(name);   
67.             } else {   
68.                 channel.close();   
69.             }   
70.   
71.             clientBuffer.clear();   
72.         } else if (key.isWritable()) { // 写事件   
73.             SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();   
74.             String name = (String) key.attachment();   
75.                
76.             ByteBuffer block = encoder.encode(CharBuffer   
77.                     .wrap("Hello !" + name));   
78.                
79.   
80.             channel.write(block);   
81.   
82.             //channel.close();   
83.   
84.         }   
85.     }   
86.   
87.     public static void main(String[] args) {   
88.         int port = 8888;   
89.         try {   
90.             HelloWorldServer server = new HelloWorldServer(port);   
91.             System.out.println("listening on " + port);   
92.                
93.             server.listen();   
94.                
95.         } catch (IOException e) {   
96.             e.printStackTrace();   
97.         }   
98.     }   
99. }  

server主要是读取client发过来的信息，并返回一条信息

2)client端代码

Java代码

1.   
2. /**  
3.  *   
4.  * @author Jeff  
5.  *  
6.  */  
7. public class HelloWorldClient {   
8.   
9.     static int SIZE = 10;   
10.     static InetSocketAddress ip = new InetSocketAddress("localhost", 8888);   
11.     static CharsetEncoder encoder = Charset.forName("GB2312").newEncoder();   
12.   
13.     static class Message implements Runnable {   
14.         protected String name;   
15.         String msg = "";   
16.   
17.         public Message(String index) {   
18.             this.name = index;   
19.         }   
20.   
21.         public void run() {   
22.             try {   
23.                 long start = System.currentTimeMillis();   
24.                 //打开Socket通道   
25.                 SocketChannel client = SocketChannel.open();   
26.                 //设置为非阻塞模式   
27.                 client.configureBlocking(false);   
28.                 //打开选择器   
29.                 Selector selector = Selector.open();   
30.                 //注册连接服务端socket动作   
31.                 client.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);   
32.                 //连接   
33.                 client.connect(ip);   
34.                 //分配内存   
35.                 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(8 * 1024);   
36.                 int total = 0;   
37.   
38.                 _FOR: for (;;) {   
39.                     selector.select();   
40.                     Iterator iter = selector.selectedKeys().iterator();   
41.   
42.                     while (iter.hasNext()) {   
43.                         SelectionKey key = (SelectionKey) iter.next();   
44.                         iter.remove();   
45.                         if (key.isConnectable()) {   
46.                             SocketChannel channel = (SocketChannel) key   
47.                                     .channel();   
48.                             if (channel.isConnectionPending())   
49.                                 channel.finishConnect();   
50.                             channel   
51.                                     .write(encoder   
52.                                             .encode(CharBuffer.wrap(name)));   
53.   
54.                             channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);   
55.                         } else if (key.isReadable()) {   
56.                             SocketChannel channel = (SocketChannel) key   
57.                                     .channel();   
58.                             int count = channel.read(buffer);   
59.                             if (count > 0) {   
60.                                 total += count;   
61.                                 buffer.flip();   
62.   
63.                                 while (buffer.remaining() > 0) {   
64.                                     byte b = buffer.get();   
65.                                     msg += (char) b;   
66.                                        
67.                                 }   
68.   
69.                                 buffer.clear();   
70.                             } else {   
71.                                 client.close();   
72.                                 break _FOR;   
73.                             }   
74.                         }   
75.                     }   
76.                 }   
77.                 double last = (System.currentTimeMillis() - start) * 1.0 / 1000;   
78.                 System.out.println(msg + "used time :" + last + "s.");   
79.                 msg = "";   
80.             } catch (IOException e) {   
81.                 e.printStackTrace();   
82.             }   
83.         }   
84.     }   
85.   
86.     public static void main(String[] args) throws IOException {   
87.        
88.         String names[] = new String[SIZE];   
89.   
90.         for (int index = 0; index < SIZE; index++) {   
91.             names[index] = "jeff[" + index + "]";   
92.             new Thread(new Message(names[index])).start();   
93.         }   
94.        
95.     }   
96. }