前言

Github：https://github.com/yihonglei/jdk-source-code-reading（java-nio）

Java NIO中的SocketChannel是一个连接到TCP网络套接字的通道。如下2种方式创建SocketChannel:

1）打开一个SocketChannel并连接到互联网上的某台服务器。

2）一个新连接到达ServerSocketChannel时，会创建一个SocketChannel。

一 打开SocketChannel

以下是SocketChannel的打开方式:

SocketChannel channel = SocketChannel.open(); // 获得一个Socket通道

channel.connect(new InetSocketAddress(ip, port)); // 根据ip和port连接到对应服务器端

二 从SocketChannel读取数据

要从SocketChannel中读取数据，调用一个read()的方法之一。以下是例子:

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

int bytesRead = socketChannel.read(buf);

首先，分配一个Buffer，从SocketChannel读取到的数据将会放到这个Buffer中。

然后，调用SocketChannel.read()，该方法将数据从SocketChannel读到Buffer中。

read()方法返回的int值表示读了多少字节进Buffer里。如果返回的是-1，表示已经读到了流的末尾，

表示可以对连接进行关闭了。

三 数据写入SocketChannel

写数据到SocketChannel用的是SocketChannel.write()方法，该方法以一个Buffer作为参数。示例如下:

String newData = "一个测试字符串" + System.currentTimeMillis();

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

buf.clear();

buf.put(newData.getBytes());

buf.flip();

while(buf.hasRemaining()) {

  channel.write(buf);

}

注意SocketChannel.write()方法的调用是在一个while循环中的。Write()方法无法保证能写多少字节到SocketChannel。

所以，我们重复调用write()直到Buffer没有要写的字节为止。

四 关闭SocketChannel

当用完SocketChannel之后调用SocketChannel.close()关闭SocketChannel:

socketChannel.close();

五 非阻塞模式

可以设置 SocketChannel 为非阻塞模式（non-blocking mode）。

设置之后，就可以在异步模式下调用connect(), read()和write()了。

connect()

如果SocketChannel在非阻塞模式下，此时调用connect()，该方法可能在连接建立之前就返回了。

为了确定连接是否建立，可以调用finishConnect()的方法。像这样：

socketChannel.configureBlocking(false);

socketChannel.connect(new InetSocketAddress(ip, port));

while(!socketChannel.finishConnect()){

  // wait, or do something else...

}

write()

非阻塞模式下，write()方法在尚未写出任何内容时可能就返回了。所以需要在循环中调用write()。

read()

非阻塞模式下,read()方法在尚未读取到任何数据时可能就返回了。所以需要关注它的int返回值，它会告诉你读取了多少字节。

六 使用实例

NIOServer

package com.jpeony.nio.selector; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.net.ServerSocket; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.*; import java.util.Iterator; import java.util.Set; /** * server端实例代码 * * @author yihonglei */ public class NIOServer { // 通道管理器(Selector) private static Selector selector; public static void main(String[] args) throws IOException { // 创建通道管理器(Selector) selector = Selector.open(); // 创建通道ServerSocketChannel ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); // 将通道设置为非阻塞 serverSocketChannel.configureBlocking(false); // 将ServerSocketChannel对应的ServerSocket绑定到指定端口(port) ServerSocket serverSocket = serverSocketChannel.socket(); serverSocket.bind(new InetSocketAddress(8989)); /** * 将通道(Channel)注册到通道管理器(Selector)，并为该通道注册selectionKey.OP_ACCEPT事件 * 注册该事件后，当事件到达的时候，selector.select()会返回， * 如果事件没有到达selector.select()会一直阻塞。 */ serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 循环处理 while (true) { // 当注册事件到达时，方法返回，否则该方法会一直阻塞 selector.select(); // 获取监听事件 Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys(); Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator(); // 迭代处理 while (iterator.hasNext()) { // 获取事件 SelectionKey key = iterator.next(); // 移除事件，避免重复处理 iterator.remove(); // 检查是否是一个就绪的可以被接受的客户端请求连接 if (key.isAcceptable()) { handleAccept(key); } else if (key.isReadable()) {// 检查套接字是否已经准备好读数据 handleRead(key); } } } } /** * 处理客户端连接成功事件 */ private static void handleAccept(SelectionKey key) throws IOException { // 获取客户端连接通道 ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel(); SocketChannel socketChannel = server.accept(); socketChannel.configureBlocking(false); // 信息通过通道发送给客户端 String msg = "Hello Client!"; socketChannel.write(ByteBuffer.wrap(msg.getBytes())); // 给通道设置读事件，客户端监听到读事件后，进行读取操作 socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); } /** * 监听到读事件，读取客户端发送过来的消息 */ private static void handleRead(SelectionKey key) throws IOException { SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); // 从通道读取数据到缓冲区 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(128); channel.read(buffer); // 输出客户端发送过来的消息 byte[] data = buffer.array(); String msg = new String(data).trim(); System.out.println("server received msg from client：" + msg); } }

NIOClient

package com.jpeony.nio.selector; 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.SocketChannel; import java.util.Iterator; import java.util.Set; /** * client实例代码 * * @author yihonglei */ public class NIOClient { // 通道管理器(Selector) private static Selector selector; public static void main(String[] args) throws IOException { // 创建通道管理器(Selector) selector = Selector.open(); // 创建通道SocketChannel SocketChannel channel = SocketChannel.open(); // 将通道设置为非阻塞 channel.configureBlocking(false); // 客户端连接服务器，其实方法执行并没有实现连接，需要在handleConnect方法中调channel.finishConnect()才能完成连接 channel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 8989)); /** * 将通道(Channel)注册到通道管理器(Selector)，并为该通道注册selectionKey.OP_CONNECT * 注册该事件后，当事件到达的时候，selector.select()会返回， * 如果事件没有到达selector.select()会一直阻塞。 */ channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT); // 循环处理 while (true) { /* * 选择一组可以进行I/O操作的事件，放在selector中，客户端的该方法不会阻塞， * selector的wakeup方法被调用，方法返回，而对于客户端来说，通道一直是被选中的 * 这里和服务端的方法不一样，查看api注释可以知道，当至少一个通道被选中时。 */ selector.select(); // 获取监听事件 Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys(); Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator(); // 迭代处理 while (iterator.hasNext()) { // 获取事件 SelectionKey key = iterator.next(); // 移除事件，避免重复处理 iterator.remove(); // 检查是否是一个就绪的已经连接服务端成功事件 if (key.isConnectable()) { handleConnect(key); } else if (key.isReadable()) {// 检查套接字是否已经准备好读数据 handleRead(key); } } } } /** * 处理客户端连接服务端成功事件 */ private static void handleConnect(SelectionKey key) throws IOException { // 获取与服务端建立连接的通道 SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); if (channel.isConnectionPending()) { // channel.finishConnect()才能完成连接 channel.finishConnect(); } channel.configureBlocking(false); // 数据写入通道 String msg = "Hello Server!"; channel.write(ByteBuffer.wrap(msg.getBytes())); // 通道注册到选择器，并且这个通道只对读事件感兴趣 channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); } /** * 监听到读事件，读取客户端发送过来的消息 */ private static void handleRead(SelectionKey key) throws IOException { SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); // 从通道读取数据到缓冲区 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(128); channel.read(buffer); // 输出服务端响应发送过来的消息 byte[] data = buffer.array(); String msg = new String(data).trim(); System.out.println("client received msg from server：" + msg); } }