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Java IO多路復用技術簡介

Java IO多路復用技術簡介

/**
 * @author qifuguang
 * @date 15-2-4 下午2:07
 */
public class TimeServerMain {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 啟動時間服務器
        new Thread(new SelectorTimeServer()).start();
    }
}

 

/**
 * @author qifuguang
 * @date 15-2-4 下午2:09
 */
public class TimeClientMain {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 創建100個客戶端連接到服務器
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(new SelectorTimeClient(i + 1)).start();
        }
    }
}

 

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.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.Iterator;

/**
 * @author qifuguang
 * @date 15-2-4 下午1:21
 */
public class SelectorTimeServer implements Runnable {
    private static final String TIME_ORDER = "Query Time";
    private Selector selector;
    private ServerSocketChannel serverChannel;
    private volatile boolean stop = false;

    /**
    * 創建Selector, 創建ServerSocketChannel,並設置為非阻塞模式, 注冊到selector.
    *
    * @throws Exception
    */
    public SelectorTimeServer() throws Exception {
        selector = Selector.open();
        serverChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(8080));
        serverChannel.configureBlocking(false);
        serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    }

    /**
    * 輪詢監聽selector.
    */
    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println("時間服務器啟動!");
            while (!stop) {
                selector.select(1000);
                Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();
                while (iterator.hasNext()) {
                    SelectionKey key = iterator.next();
                    iterator.remove();
                    handleKey(key);
                }
            }
            if (selector != null) {
                selector.close();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
    * 處理每一種selector感興趣的事件.
    *
    * @param key 輪詢監聽得到的SelectionKey.
    */
    private void handleKey(SelectionKey key) {
        try {
            if (key.isValid()) {  // 如果連接成功
                if (key.isAcceptable()) {  // 監聽到有新客戶端連接
                    SocketChannel accept = ((ServerSocketChannel) key.channel()).accept(); // 建立與客戶端的連接
                    accept.configureBlocking(false);  // 設置該連接為非阻塞模式
                    accept.register(selector, SelectionKey.OP_READ); // 將該連接注冊到selector
                    System.out.println("發現有新客戶端連接...");
                }
                if (key.isReadable()) {    // 監聽到有客戶端發送請求
                    SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
                    // 讀取客戶端發來的請求
                    ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(1024);
                    int size = channel.read(buff);
                    if (size > 0) {
                        byte[] b = new byte[size];
                        buff.flip();
                        buff.get(b);
                        String order = new String(b, "UTF-8");
                        System.out.println("收到客戶端命令:" + order);
                        String content = "";
                        if (order.equalsIgnoreCase(TIME_ORDER)) {
                            content = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date());
                        } else {
                            content = "命令錯誤";
                        }
                        // 根據客戶端發來的請求做出相應的動作,並將處理結果返回給客戶端
                        doWrite(channel, content);
                    } else if (size < 0) {
                        channel.close();
                        key.cancel();
                    } else {
                        ;
                    }
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
    * 向指定的SocketChannel發送指定的消息。
    *
    * @param sc      需要向哪一個SocketChannel發送消息
    * @param content 需要發送的消息
    * @throws Exception
    */
    private void doWrite(SocketChannel sc, String content) throws Exception {
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        buffer.put(content.getBytes("UTF-8"));
        buffer.flip();
        sc.write(buffer);
        if (!buffer.hasRemaining()) {
            System.out.println("下發消息給客戶端:" + content);
        }
    }
}

 

import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;

/**
 * @author qifuguang
 * @date 15-2-4 下午1:21
 */
public class SelectorTimeClient implements Runnable {
    private static final String TIME_ORDER = "Query Time";
    private SocketChannel channel;
    private Selector selector;
    private volatile boolean stop = false;
    private Integer index;

    /**
    * 創建Selector, SocketChannel.
    *
    * @param index 客戶端編號.
    * @throws Exception
    */
    public SelectorTimeClient(Integer index) throws Exception {
        selector = Selector.open();
        channel = SocketChannel.open();
        channel.configureBlocking(false);
        this.index = index;
    }

    /**
    * 輪詢監聽selector剛興趣的事件.
    */
    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println("第" + index + "個客戶端啟動!");
            // 先嘗試異步連接服務器, 如果連接成功,則只需要把channel注冊到selector的READ事件,
            // 讀取服務器返回的結果. 如果不成功(客戶端已經向服務器發送了sync包,但是服務器沒有返回ack包, 物理鏈路還沒建立成功)
            // 則把該channel注冊到selector的CONNECT事件, 等待服務器返回的ack包.
            if (channel.connect(new InetSocketAddress(8080))) {
                channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                doWrite(channel, TIME_ORDER);
            } else {
                channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);
            }
            while (!stop) {
                selector.select(1000);
                Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();
                while (iterator.hasNext()) {
                    SelectionKey key = iterator.next();
                    SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
                    iterator.remove();
                    if (key.isValid()) {
                        if (key.isReadable()) {  // 監聽到可讀事件, 讀取服務器返回的處理結果.
                            ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(1024);
                            int size = sc.read(buff);
                            if (size > 0) {
                                byte[] b = new byte[size];
                                buff.flip();
                                buff.get(b);
                                System.out.println("第" + index + "個客戶端獲取服務器返回時間:" + new String(b));
                                stop = true;
                            } else if (size < 0) {
                                sc.close();
                                key.cancel();
                            } else {
                                ;
                            }
                        }
                        if (key.isConnectable()) {  //監聽到服務器返回了ack包, 准備完成連接的建立
                            if (sc.finishConnect()) {  // 調用此方法完成物理鏈路連接的建立
                                sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ); // 建立連接之後注冊監聽READ事件
                                doWrite(sc, TIME_ORDER);
                            } else {
                                System.exit(1);  //否則,程序退出
                            }
                        }
                    }
                }
            }
            if (selector != null) {
                selector.close();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
    * 向指定的channel發送指定的消息.
    *
    * @param channel 向哪一個channel發送消息
    * @param content 需要發送的消息
    * @throws Exception
    */
    private void doWrite(SocketChannel channel, String content) throws Exception {
        ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(1024);
        buff.put(content.getBytes("UTF-8"));
        buff.flip();
        channel.write(buff);
        if (!buff.hasRemaining()) {
            System.out.println("第" + index + "個客戶端成功發送請求到服務器:" + content);
        }
    }
}

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