用java.nio.*进行网络编程

文章作者 100test 发表时间 2007:03:14 16:27:25
来源 100Test.Com百考试题网

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:
ServerSocketChannel ssc = new ServerSocketChannel.open().
ssc.socket().bind(InetSocketAddress(host，port)).

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：
////////////////////////
//AsyncServer.java
// by [email protected]
////////////////////////
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.0select().
if (n == 0) {//没有指定的I/O事件发生
continue.
}
Iterator it = s.0selectedKeys().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().
}
}

在当前目录下运行：
javac AsynServer.java
后，若无编译出错，接下来可运行：
java AsynServer 或 java AsynServer ×××（端口号）
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:

////////////////////////
//AsyncClient.java
// by [email protected]
////////////////////////
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 youd 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().
}
}