1、socket分析（netty笔记）

一、传统socket分析

下面我们通过几个例子进行分析：（工程IOServer）
OioServer.java

package OIO;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class OioServer {

    @SuppressWarnings("resource")
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 创建socket服务,监听10101端口
        ServerSocket server = new ServerSocket(10101);
        System.out.println("服务器启动！");
        while (true) {
            // 获取一个套接字（阻塞）
            final Socket socket = server.accept();
            System.out.println("来个一个新客户端！");
            // 业务处理
            handler(socket);

        }
    }

    /**
     * 读取数据
     * 
     * @param socket
     * @throws Exception
     */
    public static void handler(Socket socket) {
        try {
            byte[] bytes = new byte[1024];
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();

            while (true) {
                // 读取数据（阻塞）
                int read = inputStream.read(bytes);
                if (read != -1) {
                    System.out.println(new String(bytes, 0, read));
                } else {
                    break;
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                System.out.println("socket关闭");
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

说明：这是一个很普通的服务端程序，下面我们进行测试：
首先我们启动程序，启动之后会打印出
“服务器启动！”，然后处理一个阻塞状态，于是我们知道

final Socket socket = server.accept();

会导致阻塞。然后使用telnet客户端去连接此服务器，使用命令

telnet localhost 10101

连接，连接上之后，我们发现又会处于一个阻塞状态，此阻塞状态是由

int read = inputStream.read(bytes);

导致的，然后我们可以使用命令

send hello

向服务器发送相关数据（这里发送的是hello）（注意：先按下ctrl + ]），而客户端在接收到此数据之后会打印出hello，然后又处于阻塞状态。同时这里我们还可以实验，就是不管是在哪个阻塞状态下，如果我们开启另一个telnet客户端去连接服务器，服务器都不会响应，也就是此时服务器只能服务于一个客户端，显然这造成了很大的浪费。下面我们进行一些改进：
OioServer.java

package OIO;
....import
public class OioServer {

    @SuppressWarnings("resource")
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        // 创建socket服务,监听10101端口
        ServerSocket server = new ServerSocket(10101);
        System.out.println("服务器启动！");
        while (true) {
            // 获取一个套接字（阻塞）
            final Socket socket = server.accept();
            System.out.println("来个一个新客户端！");
            newCachedThreadPool.execute(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    // 业务处理
                    handler(socket);
                }
            });
        }
    }

    /**
     * 读取数据
     */
    public static void handler(Socket socket) {
        ....
    }
}

说明：这里我们使用了一个线程池进行改进，此时只要有客户端来连接，我们就开启一个新的线程为其服务，但是这就像一个餐厅的每个服务员只能为一个客人服务，这显然也很浪费。

二、新IO分析

这里我们也是通过一个例子来进行说明：
NIOServer.java

package 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;
/**
 * NIO服务端
 */
public class NIOServer {
    // 通道管理器
    private Selector selector;
    
    /**
     * 启动服务端测试
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        NIOServer server = new NIOServer();
        server.initServer(8000);
        server.listen();
    }

    /**
     * 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
     */
    public void initServer(int port) throws IOException {
        // 获得一个ServerSocket通道，对应与传统socket中的ServerSocket
        // 而SocketChannel对应于传统的Socket
        ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
        // 设置通道为非阻塞
        serverChannel.configureBlocking(false);
        // 将该通道对应的ServerSocket绑定到port端口
        serverChannel.socket().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。
        serverChannel.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
     */
    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 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();

                handler(key);
            }
        }
    }

    /**
     * 处理请求
     */
    public void handler(SelectionKey key) throws IOException {
        
        // 客户端请求连接事件
        if (key.isAcceptable()) {
            handlerAccept(key);
            // 获得了可读的事件
        } else if (key.isReadable()) {
            handelerRead(key);
        }
    }

    /**
     * 处理连接请求
     */
    public void handlerAccept(SelectionKey key) throws IOException {
        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
        System.out.println("新的客户端连接");
        // 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);
    }

    /**
     * 处理读的事件
     */
    public void handelerRead(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，大小为1024个字节
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        int read = channel.read(buffer);
        if(read > 0){
            byte[] data = buffer.array();
            String msg = new String(data).trim();
            System.out.println("服务端收到信息：" + msg);
            
            //回写数据
            ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap("好的".getBytes());
            channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端
        }else{
            System.out.println("客户端关闭");
            key.cancel();
        }
    }
}

说明：这里我们也可以向之前的程序那样进行测试，这里我们发现这个服务器可以同时为多个客户端进行服务，当然在读取相关数据的时候本线程也会阻塞，但是这并不会影响到其他客户端的连接。