NIO三个核心组件 ---- selector(选择器,也叫多路复用选择器)

selector的作用:

1.Java NIO 用非阻塞的IO方式,可以用一个线程,处理多个客户端连接,就会用到selector
2.Selector能够检测多个注册的通道上是否有事件发生,如果有时间发生,便获取时间然后针对每个时间进行对应的处理,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
3.只有在连接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去创建一个线程,不用去维护多个线程
4.避免了多线程之间的上下文切换导致的开箱

selector的特点:

1.Netty的IO线程NioEventLoop 聚合了Selector,可以同时并发处理成百上千个客户端连接
2.当线程从某客户端Socket通道进行读写数据时,若没有数据可用时,该线程可以进行其他任务
3.线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其他通道上执行IO操作,所以单独的线程可以管理多个输入和输出通道
4.由于读写操作都是非阻塞的,这就可以充分提升IO线程的运行效率,避免由于频繁IO阻塞导致的编程挂起
5.一个IO线程可以并发处理N个客户端连接和读写操作,这从根本上解决了传统同步阻塞IO一连接一线程模型,架构的性能,弹性伸缩能力和可靠性都得到了极大地提升

类与相关方法:

Selector是一个抽象类,实现了Closeable接口
static Selector open() : 得到一个Selector对象
int select(int timeout): 监控所有注册通道,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,在时间内会阻塞
selector.wakeup(): 唤醒selector
selector.selectNow() : 不阻塞,立马返回
public Set selectedKys(): 从内部集合中得到所有的SelectionKey
在这里插入图片描述

关系图分析:

1.当客户端连接时,会通过ServerSocketChannel得到对应的ScoketChannel
2.将scoketChannel注册到Selector,一个Selector可以注册多个SocketChannel
3.注册后会返回一个selectionKey,会和该Selector关联,回合该Selector关联(集合)
4.Selector进行监听,select方法,返回有事件发生的通道的个数,
5.可以再次进一步得到各个selectionKey(有事件发生的)
6.通过selectionKey,反向获取SocketChannel
7.可以通过得到的Channel,完成业务

上面提到了selectionKey,下面来说说selectionKey的相关方法以及属性

和通道的注册关系
int OP_ACCEPT 有新的连接可以accept 值为16
int OP_CONNECT 代表连接已经建立 值为8
int OP_READ 代表读操作,值为1
int OP_WRITE 代表写操作,值为4
相关方法
Selector selectro() 得到与之关联的通道
Object attachment() 得到与之关联的共享数据(缓冲池buffer)
SelectionKey intersOps(int ops) 设置或改变监听事件
boolean isAcceptabke() 是否可以accept
boolean isReadable()是否可读
boolean isWritable() 是否可写

使用案例:

完成一个服务端和客户端的通讯:
服务端:

package com.jym.nio;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.*;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

/**
 * @program: JymNetty
 * @description: 服务器端
 * @author: jym
 * @create: 2020/02/02
 */
public class JymNioServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建ServerSocketChannel
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        // 得到selector对象
        Selector selector = Selector.open();
        // 绑定端口
        serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(7000));
        // 设置非阻塞
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        // 把serverSocketChannel注册到selector,关心时间为OP_ACCEPT
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        // 循环等待客户端连接
        while (true){
            //等待一秒, 没有事件发生
            if(selector.select(1000)==0){
                System.out.println("服务器等待了1秒,无连接");
                continue;
            }
            // 有事件发生,就获取相关的SelectionKey集合
            // 返回大于0,表示已经获取到关注的事件
            // selector.selectedKeys()返回关注事件的集合
            // 通过selectionKeys 反向获取管道
            Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
            // 遍历集合
            Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
            while (iterator.hasNext()){
                // 获取到SelectionKey
                SelectionKey selectionKey = iterator.next();
                // 根据key对应的通道,发生的事件来做相应的处理
                // 连接事件
                if(selectionKey.isAcceptable()&&selectionKey.isValid()){
                    System.out.println("客户端连接成功");
                    // 给该客户端生成一个SocketChannel
                    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                    // 将socketChannel设置为非阻塞
                    socketChannel.configureBlocking(false);
                    // 注册到selector 关注时间为OP_READ,同时给该socketChannel关联一个Buffer
                    socketChannel.register(selector,SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024));
                }
                // 读取分支,读时间
                if(selectionKey.isReadable()&&selectionKey.isValid()){
                    // 通过key 反向获取socketChannel
                    SocketChannel socketChannel = (SocketChannel)selectionKey.channel();
                    // 获取到该channel的buffer
                    ByteBuffer buffer = (ByteBuffer)selectionKey.attachment();
                    int read = socketChannel.read(buffer);
                    System.out.println("客户端数据为;" + new String(buffer.array()));
                }
                // 手动删除key 反正重复
                iterator.remove();
            }
        }

    }
}

客户端:

package com.jym.nio;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SocketChannel;

/**
 * @program: JymNetty
 * @description: 客户端
 * @author: jym
 * @create: 2020/02/02
 */
public class JymNioClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 得到网络通道
        SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
        // 非阻塞
        socketChannel.configureBlocking(false);
        // 设置IP 端口
        InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 7000);
        // 连接服务器
        if(!socketChannel.connect(inetSocketAddress)){
            while (!socketChannel.finishConnect()){
                System.out.println("连接需要时间,客户端可以做其他工作,不会阻塞");
            }
        }
        // 如果连接成功,发送数据
        String str = "hello,jym";
        // 产生字节数组,到buffer里去
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.wrap(str.getBytes());
        // 发送数据
        socketChannel.write(byteBuffer);
        System.in.read();
    }
}

学习年限不足,知识过浅,说的不对请见谅。

世界上有10种人,一种是懂二进制的,一种是不懂二进制的。

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