Java NIO 由以下几个核心部分组成:
1、Buffer2、Channel3、Selector
socket编程时,accept方法会一直阻塞,直到有客户端请求的到来,并返回socket进行相应的处理。整个过程是流水线的,处理完一个请求,才能去获取并处理后面的请求,当然也可以把获取socket和处理socket的过程分开,一个线程负责accept,一个线程池负责处理请求。
但NIO提供了更好的解决方案,采用选择器(Selector)返回已经准备好的socket,并按顺序处理,基于通道(Channel)和缓冲区(Buffer)来进行数据的传输。
服务端和客户端各自维护一个管理通道的对象,我们称之为selector,该对象能检测一个或多个通道 (channel) 上的事件。我们以服务端为例,如果服务端的selector上注册了读事件,某时刻客户端给服务端发送了一些数据,阻塞I/O这时会调用read()方法阻塞地读取数据,而NIO的服务端会在selector中添加一个读事件。服务端的处理线程会轮询地访问selector,如果访问selector时发现有感兴趣的事件到达,则处理这些事件,如果没有感兴趣的事件到达,则处理线程会一直阻塞直到感兴趣的事件到达为止。下面是我理解的java NIO的通信模型示意图:
NIO服务器客户端交互事件状态变化
channel可注册的事件

NIO服务器客户端交互事件状态变化 分析:如服务端想要接收客户端的信息 注册事件变化如下
1.首先服务端默认状态为OP_ACEEPT,客户端链接建立时会注册状态事件为OP_CONNECT,成功连接时,会触发服务端的OP_ACEEPT的对应逻辑处理。
2.在服务端的OP_ACEEPT的对应逻辑处理中服务端会将自己感兴趣的事件注册为OP_READ来监听客户端的发送。而客户端会在自己的OP_CONNECT逻辑处理中进行写入操作向服务端发送数据。
3.服务端监听到客户端发送到的数据,在OP_READ的逻辑方法中获取到数据,为了向客户端发送数据,将自己的事件注册为OP_WRITE。而客户端为了接收服务端的数据,应在步骤2发送完数据后将自己的事件更改为OP_READ
4.客户端在自己的OP_READ逻辑中获取服务端数据,至此一次完整的数据交互就完成了。

服务端

package zmx.nio.test;
 
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.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
 
/**
 * NIO服务端
 */
public class NIOServer {
	// 通道管理器
	private Selector selector;
 
	/**
	 * 获得一个ServerSocket通道,并对该通道做一些初始化的工作
	 * @param port 绑定的端口号
	 * @throws IOException
	 */
	public void initServer(int port) throws IOException {
		// 获得一个ServerSocketChannel通道
		ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
		// 设置通道为非阻塞
		serverSocketChannel.configureBlocking(false);
		// 将该通道对应的ServerSocket绑定到port端口		
		serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(port));
		// 获得一个通道管理器
		this.selector = Selector.open();
		// 将通道管理器和该通道绑定,并为该通道注册SelectionKey.OP_ACCEPT事件,注册该事件后,
		// 当该事件到达时,selector.select()会返回,如果该事件没到达selector.select()会一直阻塞。
		serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
	}
 
	/**
	 * 采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件,如果有,则进行处理
	 * @throws IOException
	 */
	public void listen() throws IOException {
		System.out.println("服务端启动成功!");
		// 轮询访问selector
		while (true) {
			// 当注册的事件到达时,方法返回;否则,该方法会一直阻塞
			selector.select();
			// 获得selector中选中的项的迭代器,选中的项为注册的事件
			Iterator<SelectionKey> ite = this.selector.selectedKeys().iterator();
			while (ite.hasNext()) {
				SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();
				// 删除已选的key,以防重复处理
				ite.remove();
				
				if (key.isAcceptable()) {// 客户端请求连接事件
					ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
					// 获得和客户端连接的通道
					SocketChannel channel = server.accept();
					// 设置成非阻塞
					channel.configureBlocking(false);
 
					// 在这里可以给客户端发送信息哦
					channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向客户端发送了一条信息")
							.getBytes("utf-8")));
					// 在和客户端连接成功之后,为了可以接收到客户端的信息,需要给通道设置读的权限。
					channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);
					
				} else if (key.isReadable()) {// 获得了可读的事件
					read(key);
				}
 
			}
 
		}
	}
 
	/**
	 * 处理读取客户端发来的信息 的事件
	 * 
	 * @param key
	 * @throws IOException
	 */
	public void read(SelectionKey key) throws IOException {
		// 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道
		SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
		// 创建读取的缓冲区
		ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(512); 
		channel.read(buffer);
		byte[] data = buffer.array();
		String msg = new String(data).trim();
		System.out.println("服务端收到信息:" + msg);
		ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes("utf-8"));
		channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端
	}
 
	/**
	 * 启动服务端测试
	 * 
	 * @throws IOException
	 */
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		NIOServer server = new NIOServer();
		server.initServer(8000);
		server.listen();
	}
 
}

客户端

package zmx.nio.test;
 
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;  
 
/**  
 * NIO客户端  
 */ 
public class NIOClient {  
    //通道管理器  
    private Selector selector;  
 
    /**  
     * 获得一个Socket通道,并对该通道做一些初始化的工作  
     * @param ip 连接的服务器的ip  
     * @param port  连接的服务器的端口号           
     * @throws IOException  
     */ 
    public void initClient(String ip,int port) throws IOException {  
        // 获得一个Socket通道  
        SocketChannel channel = SocketChannel.open();  
        // 设置通道为非阻塞  
        channel.configureBlocking(false);  
        // 获得一个通道管理器  
        this.selector = Selector.open();  
          
        // 客户端连接服务器,其实方法执行并没有实现连接,需要在listen()方法中调  
        //用channel.finishConnect();才能完成连接  
        channel.connect(new InetSocketAddress(ip,port));  
        //将通道管理器和该通道绑定,并为该通道注册SelectionKey.OP_CONNECT事件。  
        channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);  
    }  
 
    /**  
     * 采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件,如果有,则进行处理  
     * @throws IOException  
     */  
    public void connect() throws IOException {  
        // 轮询访问selector  
        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,  
            //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  
            selector.select();  
            // 获得selector中选中的项的迭代器  
            Iterator<SelectionKey> ite = this.selector.selectedKeys().iterator();  
            while (ite.hasNext()) {  
                SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();  
                // 删除已选的key,以防重复处理  
                ite.remove();  
                // 连接事件发生  
                if (key.isConnectable()) {  
                    SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();  
                    // 如果正在连接,则完成连接  
                    if(channel.isConnectionPending()){  
                        channel.finishConnect();                            
                    }  
                    // 设置成非阻塞  
                    channel.configureBlocking(false);  
                    //在这里可以给服务端发送信息哦  
                    channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向服务端发送了一条信息").getBytes("utf-8")));  
                    //在和服务端连接成功之后,为了可以接收到服务端的信息,需要给通道设置读的权限。  
                    channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);                                            // 获得了可读的事件  
                } else if (key.isReadable()) {  
                        read(key);  
                }  
            }   
        }  
    }  
    /**  
     * 处理读取服务端发来的信息 的事件  
     * @param key  
     * @throws IOException   
     */ 
    public void read(SelectionKey key) throws IOException{  
        //和服务端的read方法一样  
		// 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道
		SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
		// 创建读取的缓冲区
		ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(512);
		channel.read(buffer);
		byte[] data = buffer.array();
		String msg = new String(data).trim();
		System.out.println("客户端收到信息:" + msg);
		ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes("utf-8"));
		channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端
    }  
      
      
    /**  
     * 启动客户端测试  
     * @throws IOException   
     */ 
    public static void main(String[] args) throws IOException {  
        NIOClient client = new NIOClient();  
        client.initClient("localhost",8000);  
        client.connect();  
    }  
 
}  

参考:https://blog.csdn.net/zmx729618/article/details/51858230
https://www.jianshu.com/p/0d497fe5484a

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