java网络编程基础——TCP网络编程二
1、半关闭的Socket
前面的服务器和客户端通信时总是以行为最小数据单位，但是在某些协议里，通信的数据单位可能是多行的，当出现多行数据时就
出现一个问题：Socket输出流如何表示输出数据已经结束。
在IO中，如果表示输出已经结束，可以通过关闭输出流来实现，但在网络通信中则不同通过关闭输出流表示输出已经结束，
因为如果关闭，对应的Socket也将随之关闭,这样会导致程序无法再从Socket对应输出流中获取数据了。
在这种情况下，socket提供了两个半关闭的方法：
shutdownInput():关闭Socket的输入流，程序还可以通过Socket输出流输出数据
shutdownOutput():关闭Socket的输出流，程序还可以通过Socket的输入流读取数据
package rdb.com.net.server;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
public class Server1 {
public static void main(String[] args){ ServerSocket serverSocket = null;
PrintStream ps = null;
Scanner scan = null;
Socket socket = null;
try {
serverSocket = new ServerSocket(30000);
while(true){
socket = serverSocket.accept();
ps = new PrintStream(socket.getOutputStream());
ps.println("服务端第一行数据");
ps.println("服务端第二行数据");
//关闭输出流，表明socket输出已经结束
socket.shutdownOutput();
//false,关闭输出流或关闭输入流 是不会关闭Socket
System.out.println(socket.isClosed()); scan = new Scanner(socket.getInputStream());
while(scan.hasNextLine()){
System.out.println(scan.nextLine());
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
if(scan != null){scan.close();}
if(socket != null){socket.close();}
if(serverSocket != null){serverSocket.close();} } catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
} }
}
package rdb.com.net.server;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
public class Client1 { public static void main(String[] args) {
Socket socket = null ;
PrintStream ps = null;
Scanner scan = null;
try {
socket = new Socket("127.0.0.1", 30000);
ps = new PrintStream(socket.getOutputStream());
ps.println("客户端第一行数据");
ps.println("客户端第二行数据");
//关闭输出流
socket.shutdownOutput();
System.out.println(socket.isClosed());
scan = new Scanner(socket.getInputStream());
while(scan.hasNextLine()){
System.out.println(scan.nextLine());
} } catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
if(scan != null){scan.close();}
if(socket != null){socket.close();} } catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
当使用上面两个方法关闭输入或者输出流后，Socket无法再次打开输入或者输出流，这种做法不适合保持持久通信状态的交互式应用。
适用一些一站式通信协议，如HTTP协议-----客户端请求服务器，服务器发送数据完成后无需再次发送数据,客户端只需读取响应数据，读取后Socket连接也就被关闭了
2、NIO实现非阻塞Socket通信
JDK1.4开始Java提供了NIO API开发高性能的网络服务器。
Java NIO为非阻塞式Socket提供了如下几个类：
Selector:是SelectableChannel对象的多路复用器，Selector实现了通过一个线程管理多个Channel，从而管理多个网络连接的目的。
Selector可以同时监控多个SelectableChannel的IO状况，是非阻塞的核心，一个Selector实例有三个SelectionKey集合：
1)所有的SelectionKey集合：代表注册在该Selector上的Channel,这个集合可以通过keys()方法返回
2)被选择的SelectionKey集合：代表了所有可通过select()方法获取的、需要进行IO处理的Channel,可以通过selectKeys()返回。
3)被取消的SelectionKey集合：代表了所有取消注册关系的Channel,在下一次执行select()方法时，这些Channel对应的SelectionKey会被彻底删除。
Selector还提供了一系列select()相关方法：
1)int select():监控所有注册的channel,当其中有需要处理IO操作时，该方法放回，并将对应的SelectionKey加入选择的SelectionKey集合中，该方法返回这些Channel的数量。
2)int select(long timeout):可以设置超时时长的select()操作
3)int selectNow():执行一个立即返回的select()操作，相对与无参的select()操作，该方法不会阻塞线程。
4)Selector wakeup():使一个未返回的select()立即返回。
SelectableChannel:代表可以支持非阻塞IO操作的Channel对象，它可以被注册到Selector上，这种注册关系由SelectionKey实例表示。SelectableChannel对象支持阻塞和非阻塞两种模式，默认是阻塞模式，必须在非阻塞模式下才可以使用非阻塞IO操作。
1)register()：将Channel注册到指定Selector上。
2)SelectableChannel configureBlocking(boolean block):设置是否采用阻塞模式。
3)boolean isBlocking():返回Channel是否是阻塞模式。
4)int validOps()：返回一个整数值，表示该Channel所支持的的IO操作。（不同的SelectableChannel 支持的操作不一样）
SelectionKey:该对象代表了SelectableChannel和Selector之间的注册关系，其中用静态常量定义了4种IO操作：
1)OP_READ:读
2)OP_WRITE：写
3)OP_CONNECT：连接
4)OP_ACCEPT：接收
下面使用NIO实现简单聊天室
package chatServer;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.Channel;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.nio.charset.Charset;
public class NServer { static final int PORT = 30000;
private Selector selector = null;
//定义编码、解码对象
private Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
public void init() {
try {
//获取Selector对象
selector = Selector.open();
//获取未绑定的ServerSocketChannel对象
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
InetSocketAddress isc = new InetSocketAddress("127.0.0.1", PORT);
//将ServerSocketChannel邦到指定ip,端口
serverSocketChannel.bind(isc);
//设置serverSocketChannel以非阻塞方式工作
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
//将serverSocketChannel注册到Selector
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); while(selector.select() > 0) {
//依次处理Selector上每个已选择的SelectionKey
for(SelectionKey sk : selector.selectedKeys()) {
//移除正在处理的SelectionKey
selector.selectedKeys().remove(sk);
//如果sk对应的channel包含客户端的连接请求
if(sk.isAcceptable()) {
//接受连接，产生服务端的SocketChannel.
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
//设置非阻塞模式
socketChannel.configureBlocking(false);
//SocketChannel注册到Selector
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
//sk对应的channel设置为accept，准备接收其他请求你
sk.interestOps(SelectionKey.OP_ACCEPT);
}
//如果sk对应的channel可读
if(sk.isReadable()) {
SocketChannel sc = (SocketChannel) sk.channel();
ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(1024);
String content = "" ;
try {
while(sc.read(buff)>0) {
buff.flip();
content += charset.decode(buff);
}
System.out.println("读取数据：" + content);
//将sk对应的Channel设置成READ,准备下一次读取
sk.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
} catch (Exception e) {
//删除SelectionKey
sk.cancel();
if(sk.channel() != null) {
sk.channel().close();
}
} //如果读取到消息，将消息发送到各个客户端
if(content.length() > 0) {
for(SelectionKey key : selector.keys()) {
Channel targetChannel = key.channel();
//剔除ServerSocketChannel
if(targetChannel instanceof SocketChannel) {
//将读取到的内容写入Channel中
((SocketChannel) targetChannel).write(charset.encode(content));
}
}
}
}
}
} } catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
} public static void main(String[] args) {
NServer nServer = new NServer();
nServer.init();
}
}
package charClient;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.nio.charset.Charset;
import java.util.Scanner;
public class NClient { static final int PORT = 30000;
private Selector selector = null;
private SocketChannel socketChannel ;
private Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
public void init() {
try {
//检测SocketChannel的Selector对象
selector = Selector.open();
InetSocketAddress isa = new InetSocketAddress("127.0.0.1", PORT);
//创建连接到指定主机的SocketChannel
socketChannel = SocketChannel.open(isa);
//设置非阻塞
socketChannel.configureBlocking(false);
//注册channel,监听读
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); //启动线程，读取服务器来的数据
new NClientThread(selector).start();
//创建键盘输入流
Scanner scan = new Scanner(System.in);
while(scan.hasNextLine()) {
String line = scan.nextLine();
socketChannel.write(charset.encode(line));
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
} public static void main(String[] args) {
NClient nClient = new NClient();
nClient.init();
}
} package charClient; import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.nio.charset.Charset; public class NClientThread extends Thread{
private Selector selector = null;
private Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
public NClientThread(Selector selector) {
this.selector = selector ;
} @Override
public void run() {
try {
while(selector.select() > 0) {
for(SelectionKey sk : selector.selectedKeys()) {
//移除正在处理的SelectionKey
selector.selectedKeys().remove(sk);
if(sk.isReadable()) {
SocketChannel sc = (SocketChannel) sk.channel();
ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(1024);
String content = "" ;
while(sc.read(buff) > 0) {
buff.flip();
content += charset.decode(buff);
}
System.out.println("聊天信息："+content);
//为下一次读做准备
sk.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
}
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
package chatServer;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.Channel;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.nio.charset.Charset;
public class NServer { static final int PORT = 30000;
private Selector selector = null;
//定义编码、解码对象
private Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
public void init() {
try {
//获取Selector对象
selector = Selector.open();
//获取未绑定的ServerSocketChannel对象
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
InetSocketAddress isc = new InetSocketAddress("127.0.0.1", PORT);
//将ServerSocketChannel邦到指定ip,端口
serverSocketChannel.bind(isc);
//设置serverSocketChannel以非阻塞方式工作
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
//将serverSocketChannel注册到Selector
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); while(selector.select() > 0) {
//依次处理Selector上每个已选择的SelectionKey
for(SelectionKey sk : selector.selectedKeys()) {
//移除正在处理的SelectionKey
selector.selectedKeys().remove(sk);
//如果sk对应的channel包含客户端的连接请求
if(sk.isAcceptable()) {
//接受连接，产生服务端的SocketChannel.
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
//设置非阻塞模式
socketChannel.configureBlocking(false);
//SocketChannel注册到Selector
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
//sk对应的channel设置为accept，准备接收其他请求你
sk.interestOps(SelectionKey.OP_ACCEPT);
}
//如果sk对应的channel可读
if(sk.isReadable()) {
SocketChannel sc = (SocketChannel) sk.channel();
ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(1024);
String content = "" ;
try {
while(sc.read(buff)>0) {
buff.flip();
content += charset.decode(buff);
}
System.out.println("读取数据：" + content);
//将sk对应的Channel设置成READ,准备下一次读取
sk.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
} catch (Exception e) {
//删除SelectionKey
sk.cancel();
if(sk.channel() != null) {
sk.channel().close();
}
} //如果读取到消息，将消息发送到各个客户端
if(content.length() > 0) {
for(SelectionKey key : selector.keys()) {
Channel targetChannel = key.channel();
//剔除ServerSocketChannel
if(targetChannel instanceof SocketChannel) {
//将读取到的内容写入Channel中
((SocketChannel) targetChannel).write(charset.encode(content));
}
}
}
}
}
} } catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
} public static void main(String[] args) {
NServer nServer = new NServer();
nServer.init();
}
}
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