使用非阻塞ServerSocketChannel、SocketChannel代替ServerSocket和Socket

 

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在使用传统的ServerSocket和Socket的时候 很多时候程序是会阻塞的

比如 serversocket.accept() , socket.getInputStream().read() 的时候都会阻塞 accept()方法除非等到客户端socket的连接或者被异常中断 否则会一直等待下去

read()方法也是如此 除非在输入流中有了足够的数据 否则该方法也会一直等待下去知道数据的到来.在ServerSocket与Socket的方式中 服务器端往往要为每一个客户端(socket)分配一个线程,而每一个线程都有可能处于长时间的阻塞状态中.而过多的线程也会影响服务器的性能.在JDK1.4引入了非阻塞的通信方式,这样使得服务器端只需要一个线程就能处理所有客户端socket的请求.

下面是几个需要用到的核心类

ServerSocketChannel: ServerSocket 的替代类, 支持阻塞通信与非阻塞通信.

SocketChannel: Socket 的替代类, 支持阻塞通信与非阻塞通信.

Selector: 为ServerSocketChannel 监控接收客户端连接就绪事件, 为 SocketChannel 监控连接服务器就绪, 读就绪和写就绪事件.

SelectionKey: 代表 ServerSocketChannel 及 SocketChannel 向 Selector 注册事件的句柄. 当一个 SelectionKey 对象位于Selector 对象的 selected-keys 集合中时, 就表示与这个 SelectionKey 对象相关的事件发生了.在SelectionKey 类中有几个静态常量

SelectionKey.OP_ACCEPT       ->客户端连接就绪事件 等于监听serversocket.accept()返回一个socket

SelectionKey.OP_CONNECT   ->准备连接服务器就绪          跟上面类似,只不过是对于socket的 相当于监听了 socket.connect()

SelectionKey.OP_READ            ->读就绪事件,  表示输入流中已经有了可读数据, 可以执行读操作了

SelectionKey.OP_WRITE          ->写就绪事件

 

下面是服务器端:

Selector selector = Selector.open();         //静态方法 实例化selector
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
serverChannel.configureBlocking(false);  //设置为非阻塞方式,如果为true 那么就为传统的阻塞方式
serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));  //绑定IP 及 端口
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); //注册 OP_ACCEPT事件

new ServerThread().start(); //开启一个线程 处理所有请求

ServerThread中的run方法

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1. public void run()  
2.   {  
3.    while(true)  
4.    {  
5.     try  
6.     {  
7.      selector.select();  
8.      Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();  
9.      Iterator<SelectionKey> iter = keys.iterator();  
10.      SocketChannel sc ;  
11.      while(iter.hasNext())  
12.      {  
13.       SelectionKey key = iter.next();  
14.       if(key.isAcceptable());  // 新的连接   
15.        else if(key.isReadable()) ;// 可读        
16.        iter.remove(); //处理完事件的要从keys中删去         
17.      }  
18.     catch (Exception e)  
19.     {  
20.      e.printStackTrace();  
21.     }  
22.    }  
23.   }  

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1. public void run()  
2.   {  
3.    while(true)  
4.    {  
5.     try  
6.     {  
7.      selector.select();  
8.      Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();  
9.      Iterator<SelectionKey> iter = keys.iterator();  
10.      SocketChannel sc ;  
11.      while(iter.hasNext())  
12.      {  
13.       SelectionKey key = iter.next();  
14.       if(key.isAcceptable());  // 新的连接  
15.        else if(key.isReadable()) ;// 可读       
16.        iter.remove(); //处理完事件的要从keys中删去        
17.      }  
18.     catch (Exception e)  
19.     {  
20.      e.printStackTrace();  
21.     }  
22.    }  
23.   }  

其中在 isAcceptable()中 通过        ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel) key.channel(); SocketChannel  sc = ssc.accept(); 得到客户端的SocketChannel

在isReadable()中SocketChannel   sc = (SocketChannel) key.channel(); 得到SocketChannel . 

在SocketChannel 对象中可以用write() read() 进行读写操作 只不过操作的对象不再是byte[] String之类 而是ByteBuffer

 

客户端基本一样

  selector = Selector.open();
  channel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress(port));
  channel.configureBlocking(false);
  channel.register(selector,SelectionKey.OP_CONNECT);
  new ClientThread().start();

run方法

    while (true)
    {
     selector.select();
     Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
     Iterator<SelectionKey> iter = keys.iterator();
     while(iter.hasNext())
     {
      SelectionKey key = iter.next();

      if(key.isConnectable());//连接成功&正常

      else  if(key.isReadable())//可读

      iter.remove();

    }

可以通过key.channel();方法得到当前的socketchannel对象

 

总结 其实这里将阻塞变为非阻塞实际是用一个while死循环来处理的

首先通过seleector.select()重新得到事件 只要有事件无论是什么 都交给循环体去处理 在循环体中分别进行不同的处理

而多个socket通过一个seleector进行同意管理

while(一直等待, 直到有接收连接就绪事件, 读就绪事件或写就绪事件发生){             //阻塞

              if(有客户连接)

                   接收客户的连接;                                                    //非阻塞

              if(某个 Socket 的输入流中有可读数据)

                   从输入流中读数据;                                                 //非阻塞

              if(某个 Socket 的输出流可以写数据)

                   向输出流写数据;                                                    //非阻塞

       }

类似这样  以上处理流程采用了轮询的工作方式, 当某一种操作就绪时, 就执行该操作, 否则就查看是否还有其他就绪的操作可以执行. 线程不会因为某一个操作还没有就绪, 就进入阻塞状态, 一直傻傻地在那里等待这个操作就绪.