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這里有您想知道的互聯(lián)網(wǎng)營銷解決方案

用Java.nio.*進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程

前言

10余年的科爾沁左翼網(wǎng)站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，針對設(shè)計(jì)、前端、開發(fā)、售后、文案、推廣等六對一服務(wù)，響應(yīng)快，48小時(shí)及時(shí)工作處理。全網(wǎng)整合營銷推廣的優(yōu)勢是能夠根據(jù)用戶設(shè)備顯示端的尺寸不同，自動(dòng)調(diào)整科爾沁左翼建站的顯示方式，使網(wǎng)站能夠適用不同顯示終端，在瀏覽器中調(diào)整網(wǎng)站的寬度，無論在任何一種瀏覽器上瀏覽網(wǎng)站，都能展現(xiàn)優(yōu)雅布局與設(shè)計(jì)，從而大程度地提升瀏覽體驗(yàn)。創(chuàng)新互聯(lián)建站從事“科爾沁左翼網(wǎng)站設(shè)計(jì)”,“科爾沁左翼網(wǎng)站推廣”以來，每個(gè)客戶項(xiàng)目都認(rèn)真落實(shí)執(zhí)行。

因?yàn)榇蛩阌胘ava編寫異步通信的server和client程序，筆者便學(xué)習(xí)使用java.nio開發(fā)包，其間遇到一些問題，上網(wǎng)卻發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上對它的應(yīng)用描述的不是很多。所以，筆者不惜班門弄斧，做些簡單的討論，以便大家更進(jìn)一步的討論。

對相關(guān)類的簡單介紹

java.nio.*, 據(jù)說它提供了一些更加底層的一些功能，如:類似windows環(huán)境下的AsyncSocket類的異步操作的功能，能顯著降低server端程序的線程管理開銷。

因?yàn)榇蠖鄶?shù)應(yīng)用是建立在TCP之上，所以在此只說說SocketChannel，ServerSocketChannel，Selector 和ByteBuffer這幾個(gè)類.前三個(gè)最終都源自channel類。而channel 類，可以理解為在具體I/O或文件對象之上抽象的一個(gè)操作對象，我們通過操作channel的讀寫達(dá)到對其對應(yīng)的文件或I/O對象(包括socket)讀寫的目的。讀寫的內(nèi)容在內(nèi)存中放在ByteBuffer類提供的緩沖區(qū)?？偠灾琧hannel作為一個(gè)橋梁，連接了I/O對象和內(nèi)存中的 ByteBuffer，實(shí)現(xiàn)了I/O的更高效的存取。

一個(gè)基于TCP的服務(wù)器端程序，必然有個(gè)偵聽端和若干個(gè)通信端，它們在nio中由對應(yīng)的ServerSocketChannel 和SocketChannel類來實(shí)現(xiàn)。為了達(dá)到異步I/O操作的目的，需要Selector類，它能檢測到I/O對象的狀態(tài)。

SocketChannel類是抽象類，通過調(diào)用它的靜態(tài)函數(shù)open()，可生成一個(gè)SocketChannel對象，該對象對應(yīng)一個(gè)java.net.Socket，可通過SocketChannel.socket()獲得，而其對應(yīng)的Socket也可通過調(diào)用函數(shù)getChannel()得到已建立的相應(yīng)SocketChannel。

SocketChannel與它的socket是一一對應(yīng)的。SocketChannel的操作與Socket也很相似。

ServerSocketChannel也是通過調(diào)用它的靜態(tài)函數(shù)open()生成的，只是它不能直接調(diào)用bind()函數(shù)來綁定一個(gè)地址，需要它對應(yīng)的ServerSocket來完成綁定工作，一般可按如下步驟做：

 
 
 
  
  
  ServerSocketChannel ssc = new ServerSocketChannel.open(); 
  
  
  ssc.socket().bind(InetSocketAddress(host，port));

羅嗦了半天，還是看看最簡單的C/S實(shí)現(xiàn)吧，服務(wù)器提供了基本的回射（echo）功能，其中提供了較詳細(xì)的注釋。

源碼分析

1.服務(wù)器端：

 
 
 
  
  
  //////////////////////// 
  
  
  //AsyncServer.java 
  
  
  // by zztudou@163.com 
  
  
  //////////////////////// 
  
  
  import java.nio.channels.SocketChannel; 
  
  
  import java.nio.channels.ServerSocketChannel; 
  
  
  import java.nio.channels.SelectionKey; 
  
  
  import java.nio.channels.Selector; 
  
  
  import java.nio.ByteBuffer; 
  
  
  import java.nio.channels.SelectableChannel; 
  
  
  import java.nio.channels.spi.SelectorProvider; 
  
  
  import java.net.ServerSocket; 
  
  
  import java.net.Socket; 
  
  
  import java.net.InetSocketAddress; 
  
  
  import java.net.SocketAddress; 
  
  
  import java.util.Iterator; 
  
  
  import java.util.LinkedList; 
  
  
  import java.io.IOException; 
  
  
   
  
  
  class AsyncServer implements Runnable{  
  
  
  private ByteBuffer r_buff = ByteBuffer.allocate(1024); 
  
  
  private ByteBuffer w_buff = ByteBuffer.allocate(1024); 
  
  
  private static int port = 8848; 
  
  
   
  
  
  public AsyncServer(){ 
  
  
  new Thread(this).start(); 
  
  
  } 
  
  
   
  
  
  public void run(){  
  
  
  try{ 
  
  
  //生成一個(gè)偵聽端 
  
  
  ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open(); 
  
  
  //將偵聽端設(shè)為異步方式 
  
  
  ssc.configureBlocking(false); 
  
  
  //生成一個(gè)信號監(jiān)視器 
  
  
  Selector s = Selector.open(); 
  
  
  //偵聽端綁定到一個(gè)端口 
  
  
  ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(port)); 
  
  
  //設(shè)置偵聽端所選的異步信號OP_ACCEPT 
  
  
  ssc.register(s,SelectionKey.OP_ACCEPT); 
  
  
   
  
  
  System.out.println("echo server has been set up ......"); 
  
  
   
  
  
  while(true){ 
  
  
  int n = s.select(); 
  
  
  if (n == 0) {//沒有指定的I/O事件發(fā)生 
  
  
  continue; 
  
  
  }  
  
  
  Iterator it = s.selectedKeys().iterator();  
  
  
  while (it.hasNext()) { 
  
  
  SelectionKey key = (SelectionKey) it.next(); 
  
  
  if (key.isAcceptable()) {//偵聽端信號觸發(fā) 
  
  
  ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel(); 
  
  
  //接受一個(gè)新的連接 
  
  
  SocketChannel sc = server.accept(); 
  
  
  sc.configureBlocking(false); 
  
  
  //設(shè)置該socket的異步信號OP_READ:當(dāng)socket可讀時(shí)， 
  
  
   
  
  
  //觸發(fā)函數(shù)DealwithData(); 
  
  
  sc.register(s,SelectionKey.OP_READ); 
  
  
  }  
  
  
  if (key.isReadable()) {//某socket可讀信號 
  
  
  DealwithData(key); 
  
  
  }  
  
  
  it.remove(); 
  
  
  } 
  
  
  } 
  
  
  } 
  
  
  catch(Exception e){ 
  
  
  e.printStackTrace();  
  
  
  } 
  
  
  } 
  
  
   
  
  
  public void DealwithData(SelectionKey key) throws IOException{ 
  
  
  int count; 
  
  
  //由key獲取指定socketchannel的引用 
  
  
  SocketChannel sc = (SocketChannel)key.channel(); 
  
  
  r_buff.clear(); 
  
  
  //讀取數(shù)據(jù)到r_buff 
  
  
  while((count = sc.read(r_buff))> 0) 
  
  
  ; 
  
  
  //確保r_buff可讀 
  
  
  r_buff.flip(); 
  
  
   
  
  
  w_buff.clear(); 
  
  
  //將r_buff內(nèi)容拷入w_buff  
  
  
  w_buff.put(r_buff); 
  
  
  w_buff.flip(); 
  
  
  //將數(shù)據(jù)返回給客戶端 
  
  
  EchoToClient(sc); 
  
  
   
  
  
  w_buff.clear(); 
  
  
  r_buff.clear(); 
  
  
  } 
  
  
   
  
  
  public void EchoToClient(SocketChannel sc) throws IOException{ 
  
  
  while(w_buff.hasRemaining()) 
  
  
  sc.write(w_buff); 
  
  
  } 
  
  
   
  
  
  public static void main(String args[]){ 
  
  
  if(args.length > 0){ 
  
  
  port = Integer.parseInt(args[0]); 
  
  
  } 
  
  
  new AsyncServer(); 
  
  
  } 
  
  
  }

在當(dāng)前目錄下運(yùn)行：

javac AsynServer.java

后，若無編譯出錯(cuò)，接下來可運(yùn)行：

java AsynServer 或 java AsynServer ×××（端口號）

上述服務(wù)程序在運(yùn)行時(shí)，可指定其偵聽端口，否則程序會(huì)取8848為默認(rèn)端口。

2.客戶端的簡單示例：

 
 
 
  
  
  //////////////////////// 
  
  
  //AsyncClient.java 
  
  
  // by zztudou@163.com 
  
  
  //////////////////////// 
  
  
  import java.nio.channels.SocketChannel; 
  
  
  import java.net.InetSocketAddress; 
  
  
  import java.nio.ByteBuffer; 
  
  
  import java.nio.channels.Selector; 
  
  
  import java.nio.channels.SelectionKey; 
  
  
   
  
  
  import java.io.IOException; 
  
  
  import java.io.BufferedReader; 
  
  
  import java.io.InputStreamReader; 
  
  
   
  
  
  class AsyncClient{ 
  
  
  private SocketChannel sc; 
  
  
  private final int MAX_LENGTH = 1024; 
  
  
  private ByteBuffer r_buff = ByteBuffer.allocate(MAX_LENGTH); 
  
  
  private ByteBuffer w_buff = ByteBuffer.allocate(MAX_LENGTH); 
  
  
  private static String host ; 
  
  
  private static int port = 8848; 
  
  
   
  
  
  public AsyncClient(){ 
  
  
  try { 
  
  
  InetSocketAddress addr = new InetSocketAddress(host,port); 
  
  
  //生成一個(gè)socketchannel 
  
  
  sc = SocketChannel.open(); 
  
  
   
  
  
  //連接到server 
  
  
  sc.connect(addr); 
  
  
  while(!sc.finishConnect()) 
  
  
  ;  
  
  
  System.out.println("connection has been established!..."); 
  
  
   
  
  
  while(true){ 
  
  
  //回射消息 
  
  
  String echo; 
  
  
  try{ 
  
  
  System.err.println("Enter msg you'd like to send: "); 
  
  
  BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 
  
  
  //輸入回射消息 
  
  
  echo = br.readLine(); 
  
  
   
  
  
  //把回射消息放入w_buff中  
  
  
  w_buff.clear(); 
  
  
  w_buff.put(echo.getBytes()); 
  
  
  w_buff.flip(); 
  
  
  }catch(IOException ioe){ 
  
  
  System.err.println("sth. is wrong with br.readline() "); 
  
  
  }  
  
  
   
  
  
  //發(fā)送消息 
  
  
  while(w_buff.hasRemaining()) 
  
  
  sc.write(w_buff); 
  
  
  w_buff.clear();  
  
  
   
  
  
  //進(jìn)入接收狀態(tài) 
  
  
  Rec(); 
  
  
  //間隔1秒 
  
  
  Thread.currentThread().sleep(1000); 
  
  
  }  
  
  
  }catch(IOException ioe){ 
  
  
  ioe.printStackTrace(); 
  
  
  } 
  
  
  catch(InterruptedException ie){ 
  
  
  ie.printStackTrace(); 
  
  
  }  
  
  
  } 
  
  
  //////////// 
  
  
  //讀取server端發(fā)回的數(shù)據(jù)，并顯示 
  
  
  public void Rec() throws IOException{ 
  
  
  int count; 
  
  
  r_buff.clear();  
  
  
  count=sc.read(r_buff); 
  
  
  r_buff.flip();  
  
  
  byte[] temp = new byte[r_buff.limit()]; 
  
  
  r_buff.get(temp); 
  
  
  System.out.println("reply is " + count +" long, and content is: " + new String(temp)); 
  
  
  } 
  
  
   
  
  
  public static void main(String args[]){ 
  
  
  if(args.length < 1){//輸入需有主機(jī)名或IP地址 
  
  
  try{ 
  
  
  System.err.println("Enter host name: "); 
  
  
  BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 
  
  
  host = br.readLine(); 
  
  
  }catch(IOException ioe){ 
  
  
  System.err.println("sth. is wrong with br.readline() "); 
  
  
  } 
  
  
  } 
  
  
  else if(args.length == 1){ 
  
  
  host = args[0]; 
  
  
  } 
  
  
  else if(args.length > 1){ 
  
  
  host = args[0]; 
  
  
  port = Integer.parseInt(args[1]); 
  
  
  } 
  
  
   
  
  
  new AsyncClient(); 
  
  
  } 
  
  
  }

在當(dāng)前目錄下運(yùn)行：

javac AsynClient.java

后，若無編譯出錯(cuò)，確認(rèn)AsyncServer已經(jīng)運(yùn)行的情況下，接下來可運(yùn)行：

java AsynClient hostname 或 java AsynClient hostname ×××（端口號）

并按提示進(jìn)行操作即可。

總結(jié)

總的來說，用nio進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程還是很有新意的，服務(wù)器端軟件能在一個(gè)線程中維護(hù)與眾多客戶端的通信連接。筆者在本文中試圖用一個(gè)典型的回射例子說明如何用nio建立最基本的C/S應(yīng)用。希望大家能試著用用它。
另外，筆者在實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)nio在應(yīng)用中存在的一些難題，比如如何應(yīng)用SocketChannel的繼承類，以及如何在socketchannel之上應(yīng)用SSL（Secure Socket Layer）等等，因而希望這篇文章只是拋磚引玉，引起大家對nio作進(jìn)一步的討論。

原文鏈接：http://lrtlcg.iteye.com/blog/844357

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