概述

在 Netty学习(3)中,我们已经学习了 Buffer 和 Channel 的概念, 接下来就让我们通过实现一个 NIO 的多人聊天服务器来深入理解 NIO 的第 3个组件:Selector

目的

在本文中,我们将通过实现一个网络聊天室程序,来掌握 Selector 的概念以及如何使用 NIO 来完成网络编程。

需求

  • 服务器端

    • 可以检测用户上线、离线,并告知其他用户;
    • 将一个客户端的消息转发给其他在线客户端。
  • 客户端:
    • 可以发送消息给其他所有在线用户;
    • 通过转发,接受到其他用户的消息。

实现逻辑图

代码实现

Server

设置通用属性
public class NioNetworkServer {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(NioNetworkServer.class); ServerSocketChannel serverSocketChannel;
Selector selector;
InetSocketAddress inetSocketAddress; public NioNetworkServer() {
try {
// 生成一个 ServerSocketChannel 和 Selector,并将 ServerSocketChannel 绑定到指定端口
serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
selector = Selector.open();
inetSocketAddress = new InetSocketAddress(6666);
serverSocketChannel.socket().bind(inetSocketAddress); serverSocketChannel.configureBlocking(false); // 将 serverSocketChannel(一开始的服务器Channel) 注册到指定selector上
// 后面给每一个连接生成的 SocketChannel,就是通过 ServerSocketChannel 来生成的
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); } catch (IOException e) {
logger.error("建立Server失败,失败原因:{0}", e);
}
}
}

设置一些属性,并在构造函数里设置这些属性的值

监听方法
    public void listen() {
try {
while (true) {
// 没有事件发生,就干其他事
if (selector.select(3000) == 0) {
continue;
} // 得到有事件发生的事件集合,然后在后面可以通过其反向获取channel
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
SelectionKey selectionKey = iterator.next();
// 事件:有新的连接
if (selectionKey.isAcceptable()) {
whenAccept();
}
// 事件:读从客户端获取的数据
if (selectionKey.isReadable()) {
readData(selectionKey);
}
iterator.remove();
}
}
} catch (IOException e) {
logger.error("读写错误:{0}", e);
} finally { }
}
连接请求
 private void whenAccept() throws IOException {
// 因为此时已经有连接事件进入了,因此虽然 accept() 是阻塞的,但是在这里会直接返回
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
logger.info("connect success,socketChannel : " + socketChannel.toString());
socketChannel.configureBlocking(false);
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024)); //将某人上线的消息进行显示
logger.info(socketChannel.getRemoteAddress() + "上线");
}
读写数据
    private void readData(SelectionKey selectionKey) throws IOException {
SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
try {
socketChannel.read(byteBuffer);
String message = new String(byteBuffer.array());
logger.info("{}{}{}", LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")), "\n\t\t", message); // 向其他的客户端转发消息
sendInfoToOtherClients(socketChannel, message);
} catch (Exception e) {
// 在捕获到异常后,就是有客户端发送了断开连接的请求
logger.info("{},离线了。。。", socketChannel.getRemoteAddress());
sendInfoToOtherClients(socketChannel, socketChannel.getRemoteAddress() + " 离线了。。。");
// 将关闭连接的 channel 关闭
socketChannel.close();
// 将该键移除出 set
selectionKey.cancel();
}
}

在这里,我们根据 selectionKey 来反向获取到 channel,通过 channel 将数据读入到 buffer 中,从而读进内存。

接着,将该消息转发给其他客户端。

    private void sendInfoToOtherClients(SocketChannel socketChannel, String message) throws IOException {
for (SelectionKey key : selector.keys()) {
SelectableChannel sourceChannel = key.channel();
if (sourceChannel instanceof SocketChannel && sourceChannel != socketChannel) {
SocketChannel targetChannel = (SocketChannel) sourceChannel;
// 根据转发过来的字节长度,直接生成目标大小的 Buffer,然后将数据写入到客户端的 channel 中
ByteBuffer targetByteBuffer = ByteBuffer.wrap(message.getBytes());
targetChannel.write(targetByteBuffer);
}
}
}

最后,在 main 函数中启动即可。

    public static void main(String[] args) {
NioNetworkServer nioNetworkServer = new NioNetworkServer();
nioNetworkServer.listen();
}

Client

设置通用属性
public class NioNetworkChatClient {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(NioNetworkChatClient.class); private Selector selector;
private SocketChannel socketChannel;
private String username; public NioNetworkChatClient() {
try {
selector = Selector.open();
InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("localhost", 6666);
socketChannel = SocketChannel.open(inetSocketAddress);
socketChannel.configureBlocking(false);
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
username = socketChannel.getLocalAddress().toString().substring(1);
} catch (Exception e) {
logger.error("构建客户端错误,错误原因:{0}", e);
}
}
}

客户端的构建方法和 Server 基本一致,不同的是,Server 构建的是 ServerSocketChannel,Client 构建的是 SocketChannel,此外 Client 一开始注册的是 SelectionKey.OP_READ 事件。其他基本相似。

读取数据
    /**
* 1. 获取selector上发生的事件
* 2. 如果是读事件,则将数据通过 Channel 和 Buffer 进行操作
* 3. 处理完成后,将该key从待处理keys中删除
*/
public void readInfo() {
try {
int readChannel = selector.select();
if (readChannel > 0) {
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
SelectionKey selectionKey = iterator.next();
if (selectionKey.isReadable()) {
SocketChannel handingSocketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024); int read = handingSocketChannel.read(byteBuffer);
if (read > 0) {
String message = new String(byteBuffer.array());
logger.info("{},{},{}", LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")), "\n\t\t", message);
} else {
logger.info("client closed");
// 将关闭连接的 channel 关闭
handingSocketChannel.close();
// 将该键移除出 set
selectionKey.cancel();
}
}
}
iterator.remove();
} else {
logger.info("当前没有 channel 可供使用!");
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
发送数据
    public void sendInfo(String info) {
info = username + " : " + info;
try {
logger.info("{},{},{}", LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")), "\n\t\t", info);
socketChannel.write(ByteBuffer.wrap(info.getBytes()));
} catch (IOException e) {
logger.error("发送数据错误,错误原因:{0}", e);
}
}

发送数据就很简单了,将数据简单封装一下,直接写入到 socketChannel 即可。

启动
    /**
* 1. 启动一个线程来定时读取 Server 可能发送的数据,如果没有,就休眠,等待下次读取
* 2. 启动一个获取控制台输出来进行数据的发送
*
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
NioNetworkChatClient nioNetworkChatClient = new NioNetworkChatClient(); // 线程资源必须通过线程池提供,不允许在应用中自行显式创建线程,但跟前面一样,这里因为不是重点,就先这样用着
new Thread() {
@Override
public void run() {
while (true) {
nioNetworkChatClient.readInfo();
try {
sleep(3000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} }
}
}.start(); Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (scanner.hasNextLine()) {
String message = scanner.nextLine();
nioNetworkChatClient.sendInfo(message);
}
}

演示结果

后面的结果就不在多演示了,跟这里的相似,这样,我们就完成了一个聊天室的程序,所有人可以在里面进行交流。

总结

本文我们通过一个聊天室的程序,来演示了 Selector,Channel,Buffer 结合使用的效果,通过这 3者,我们实现了一个 NIO 的网络编程程序。

但在编写这个程序的时候,相信朋友们也发现了,其异常的繁琐,中间涉及到 Buffer 的构建,Selector 的 API 使用等等。因此,在日后的使用过程中,我们就要用到 Netty 来实现现在的工作,从而减少开发的工作量了。

ps:讲了那么多,终于要到 Netty 了,不过良好的基础是学习的关键,如果不懂 Java 的 IO 模型以及 NIO 的实现方式和局限性,也不会很好的理解学习 Netty。

本文中代码已上传到 GitHub 上,地址为 https://github.com/wb1069003157/nettyPre-research ,欢迎大家来一起讨论,一起进步。

文章在公众号「iceWang」第一手更新,有兴趣的朋友可以关注公众号,第一时间看到笔者分享的各项知识点,谢谢!笔芯!

Netty学习(4):NIO网络编程的更多相关文章

  1. 【Netty】netty学习之nio网络编程的模型

    [一]NIO服务器编程结构 [二]Netty3.x服务端线程模型

  2. Netty | 第1章 Java NIO 网络编程《Netty In Action》

    目录 前言 1. Java 网络编程 1.1 Javs NIO 基本介绍 1.2 缓冲区 Buffer 1.2 通道 Channel 1.3 选择器 Selector 1.4 NIO 非阻塞网络编程原 ...

  3. 用Netty开发中间件:网络编程基础

    用Netty开发中间件:网络编程基础 <Netty权威指南>在网上的评价不是很高,尤其是第一版,第二版能稍好些?入手后快速翻看了大半本,不免还是想对<Netty权威指南(第二版)&g ...

  4. 【Netty】netty学习之nio了解

    [一]五种IO模型: (1)阻塞IO(2)非阻塞IO(任务提交,工作线程处理,委托线程等待工作线程处理结果的同时,也可以做其他的事情)(3)IO复用模型.(委托线程接收多个任务,将任务提交给工作线程. ...

  5. python学习之路网络编程篇(第四篇)

    python学习之路网络编程篇(第四篇) 内容待补充

  6. NIO网络编程中重复触发读(写)事件

    一.前言 公司最近要基于Netty构建一个TCP通讯框架, 因Netty是基于NIO的,为了更好的学习和使用Netty,特意去翻了之前记录的NIO的资料,以及重新实现了一遍NIO的网络通讯,不试不知道 ...

  7. nodejs学习笔记之网络编程

    了解一下OSI七层模型   OSI层 功能 TCP/IP协议 应用层 文件传输,电子邮件,文件服务,虚拟终端  TFTP,HTTP,SNMP,FTP,SMTP,DNS,Telnet 表示层 数据格式化 ...

  8. java 基础之--nio 网络编程

    在传统的Java 网络编程中,对于客户端的每次连接,对于服务器来说,都要创建一个新的线程与客户端进行通讯,这种频繁的线程的创建,对于服务器来说,是一种巨大的损耗,在Java 1.4 引入Java ni ...

  9. Java NIO网络编程demo

    使用Java NIO进行网络编程,看下服务端的例子 import java.io.IOException; import java.net.InetAddress; import java.net.I ...

随机推荐

  1. Apsara Clouder云计算专项技能认证:网站建设-部署与发布

    一.课程学习介绍和学习目标 1.学习内容 掌握如何将一个本地已经设计好的静态网站发布到Internet公共互联网,通过自己的域名让全世界的网民访问到,如何完成工信部的ICP备案,实现监管合规. 2.学 ...

  2. 奇点云数据中台技术汇(三)| DataSimba系列之计算引擎篇

    随着移动互联网.云计算.物联网和大数据技术的广泛应用,现代社会已经迈入全新的大数据时代.数据的爆炸式增长以及价值的扩大化,将对企业未来的发展产生深远的影响,数据将成为企业的核心资产.如何处理大数据,挖 ...

  3. [LC] 105. Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal

    Given preorder and inorder traversal of a tree, construct the binary tree. Note:You may assume that ...

  4. [LC] 53. Maximum Subarray

    Given an integer array nums, find the contiguous subarray (containing at least one number) which has ...

  5. OpenCV 为程序界面添加滑动条

    #include <cv.h> #include <highgui.h> using namespace cv; /// 全局变量的声明与初始化 ; int alpha_sli ...

  6. commonhelper 通用类:计时器、数组去重、自动生成日志编号、生成随机数、处理字符串

    using System;using System.Collections.Generic;using System.Diagnostics;using System.Text; namespace ...

  7. 学习python-20191230(1)-Python Flask高级编程开发鱼书_第04章_应用、蓝图与视图函数

    视频06: 1.自动导包快捷键——默认为alt + enter 键组合          选中的字符由小写变为大写——Ctrl + Shift + U键组合 2.DataRequired()——防止用 ...

  8. be accustomed to doing|actual |acute|adapt |

    Sometimes you've got to play a position that you're not accustomedto for 90 minutes, " he said. ...

  9. SpringCloud快速搭建

    1.SpringCloud 为开发人员提供了快速构建分布式系统的一些工具,包括配置管理.服务发现.断路器.路由.负载均衡.微代理.事件总线.全局锁.决策竞选.分布式会话等等.它运行环境简单,可以在开发 ...

  10. 基于hibernate的BaseDao及其实现类的设计

    以前做设计的时候dao接口和它的实现了,这样子就不必写这么多的重复代码了.但由于对反射没有了解,除非依赖hibernate的其他组件,否则写不出来.不过,有了反射,我们可以通过泛型来实现我们想要做的功 ...