在JDK中，有一个非常有意思的库：NIO（New I/O）。这个库中有3个重要的类，分别 是java.nio.channels中SelecTor和Channel，以及java.nio中的Buffer。
本篇文章我们首先了解一下为什么需要NIO来进行网络编程，然后看看一步一步来讲解 如何在网络编程中使用NIO。
为什么需要NIO
使用Java编写过Socket程序的同学一定都知道Socket和SocketServer。当调用某个调 用的时候，调用的地方就会阻塞，等待响应。这种方式对于小规模的程序非常方便，但是 对于大型的程序就有点力不从心了，当有大量的连接的时候，我们可以为每一个连接建立 一个线程来操作。但是这种做法带来的缺陷也是显而易见的：
1.硬件能够支持大量的并发。
2.并发的数量始终有一个上限。
3.各个线程之间的优先级不好控制。
4.各个Client之间的交互与同步困难。
我们也可以使用一个线程来处理所有的请求，使用不阻塞的IO，轮询查询所有的 Client。这种做法同样也有缺陷：无法迅速响应Client端，同时会消耗大量轮询查询的时 间。
所以，我们需要一种poll的模式来处理这种情况，从大量的网络连接中找出来真正需 要服务的Client。这正是NIO诞生的原因：提供一种Poll的模式，在所有的Client中找到 需要服务的Client。
回到我们刚刚说到的3个最最重要的Class：java.nio.channels中SelecTor和Channel ，以及java.nio中的Buffer。
Channel 代表一个可以被用于Poll操作的对象（可以是文件流也可以使网络流）， Channel能够被注册到一个SelecTor中。通过调用SelecTor的 select方法可以从所有的 Channel中找到需要服务的实例（Accept，read ..）。Buffer对象提供读写数据的缓存。 相对于我们熟悉的Stream对象，Buffer提供更好的性能以及更好的编程透明性（人为控制 缓存的大小以及具体的操作）。
配合Buffer使用Channel
与传统模式的编程不用，Channel不使用Stream，而是Buffer。我们来实现一个简单的 非阻塞Echo Client：
package com.cnblogs.gpcuster;import java.net.InetSocketAddress;import java.net.SocketException;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.SocketChannel;public class TCPEchoClientNonblocking { public static void main(String args[]) throws Exception { if ((args.length 3))// Testforcorrect#ofargs throw new IllegalArgumentException( "Parameter(s): []"); String server = args[0];// ServernameorIPaddress // ConvertinputStringtobytesusingthedefaultcharset byte[] argument = args[1].getBytes(); int servPort = (args.length == 3) ? Integer.parseInt(args[2]) : 7; // Createchannelandsettononblocking SocketChannel clntChan = SocketChannel.open(); clntChan.configureBlocking(false); // Initiateconnectiontoserverandrepeatedlypolluntilcomplete if (!clntChan.connect(new InetSocketAddress(server, servPort))) { while (!clntChan.finishConnect()) { System.out.print(".");// Dosomethingelse } } ByteBuffer writeBuf = ByteBuffer.wrap(argument); ByteBuffer readBuf = ByteBuffer.allocate(argument.length); int totalBytesRcvd = 0;// Totalbytesreceivedsofar int bytesRcvd;// Bytesreceivedinlastread while (totalBytesRcvd < argument.length) { if (writeBuf.hasRemaining()) { clntChan.write(writeBuf); } if ((bytesRcvd = clntChan.read(readBuf)) == -1) { throw new SocketException("Connection closed prematurely"); } totalBytesRcvd += bytesRcvd; System.out.print(".");// Dosomethingelse } System.out.println("Received:" + // converttoStringperdefaultcharset new String(readBuf.array(), 0, totalBytesRcvd)); clntChan.close(); }}
这段代码使用ByteBuffer来保存读写的数据。通过clntChan.configureBlocking (false); 设置后，其中的connect，read，write操作都不回阻塞，而是立刻放回结果。
使用SelecTor
SelecTor的可以从所有的被注册到自己Channel中找到需要服务的实例。
我们来实现Echo Server。
首先，定义一个接口：
package com.cnblogs.gpcuster;import java.nio.channels.SelectionKey;import java.io.IOException;public interface TCPProtocol { void handleAccept(SelectionKey key) throws IOException; void handleRead(SelectionKey key) throws IOException; void handleWrite(SelectionKey key) throws IOException;}
我们的Echo Server将使用这个接口。然后我们实现Echo Server：
import java.io.IOException;import java.net.InetSocketAddress;import java.nio.channels.SelectionKey;import java.nio.channels.SelecTor;import java.nio.channels.ServerSocketChannel;import java.util.IteraTor;public class TCPServerSelecTor { private static final int BUFSIZE = 256;// Buffersize(bytes) private static final int TIMEOUT = 3000;// Waittimeout (milliseconds) public static void main(String[] args) throws IOException { if (args.length < 1) {// Testforcorrect#ofargs throw new IllegalArgumentException("Parameter (s):..."); } // CreateaselecTortomultiplexlisteningsocketsandconnections SelecTor selecTor = SelecTor.open(); // CreatelisteningsocketchannelforeachportandregisterselecTor for (String arg : args) { ServerSocketChannel listnChannel = ServerSocketChannel.open(); listnChannel.socket().bind( new InetSocketAddress(Integer.parseInt(arg))); listnChannel.configureBlocking(false);// mustbenonblockingToregister // RegisterselecTorwithchannel.Thereturnedkeyisignored listnChannel.register(selecTor, SelectionKey.OP_ACCEPT); } // Createahandlerthatwillimplementtheprotocol TCPProtocol protocol = new EchoSelecTorProtocol(BUFSIZE); while (true) {// Runforever,processingavailableI/Ooperations // Waitforsomechanneltobeready(ortimeout) if (selecTor.select(TIMEOUT) == 0) {// returns#ofreadychans System.out.print("."); continue; } // GetiteraToronsetofkeyswithI/Otoprocess IteraTor keyIter = selecTor.selectedKeys ().iteraTor(); while (keyIter.hasNext()) { SelectionKey key = keyIter.next();// Keyisbitmask // Serversocketchannelhaspendingconnectionrequests? if (key.isAcceptable()) { protocol.handleAccept(key); } // Clientsocketchannelhaspendingdata? if (key.isReadable()) { protocol.handleRead(key); } // Clientsocketchannelisavailableforwritingand // keyisvalid(i.e.,channelnotclosed)? if (key.isValid() && key.isWritable()) { protocol.handleWrite(key); } keyIter.remove();// removefromsetofselectedkeys } } }}
我们通过listnChannel.register(selecTor, SelectionKey.OP_ACCEPT); 注册了一个 我们感兴趣的事件，然后调用selecTor.select(TIMEOUT)等待订阅的时间发生，然后再采 取相应的处理措施。
最后我们实现EchoSelecTorProtocol
package com.cnblogs.gpcuster;import java.nio.channels.SelectionKey;import java.nio.channels.SocketChannel;import java.nio.channels.ServerSocketChannel;import java.nio.ByteBuffer;import java.io.IOException;public class EchoSelecTorProtocol implements TCPProtocol { private int bufSize;// SizeofI/Obuffer public EchoSelecTorProtocol(int bufSize) { this.bufSize = bufSize; } public void handleAccept(SelectionKey key) throws IOException { SocketChannel clntChan = ((ServerSocketChannel) key.channel ()).accept(); clntChan.configureBlocking(false);// MustbenonblockingToregister // RegistertheselecTorwithnewchannelforreadandattachbytebuffer clntChan.register(key.selecTor(), SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer .allocate(bufSize)); } public void handleRead(SelectionKey key) throws IOException { // Clientsocketchannelhaspendingdata SocketChannel clntChan = (SocketChannel) key.channel(); ByteBuffer buf = (ByteBuffer) key.attachment(); long bytesRead = clntChan.read(buf); if (bytesRead == -1) {// Didtheotherendclose? clntChan.close(); } else if (bytesRead > 0) { // Indicateviakeythatreading/writingarebothofinterestnow. key.interestOps(SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE); } } public void handleWrite(SelectionKey key) throws IOException { /* * Channelisavailableforwriting,andkeyisvalid(i.e.,clientchannel * notclosed). */ // Retrievedatareadearlier ByteBuffer buf = (ByteBuffer) key.attachment(); buf.flip();// Preparebufferforwriting SocketChannel clntChan = (SocketChannel) key.channel(); clntChan.write(buf); if (!buf.hasRemaining()) {// Buffercompletelywritten? // Nothingleft,sonolongerinterestedinwrites key.interestOps(SelectionKey.OP_READ); } buf.compact();// Makeroomformoredatatobereadin }}
在这里，我们又进一步对SelecTor注册了相关的事件：key.interestOps (SelectionKey.OP_READ);
这样，我们就实现了基于NIO的Echo 系统。
有人要进来，有一些人不得不离开。
