Non Blocking I/O 同步非阻塞模型

同步非阻塞

一个线程可以处理多个请求(连接)，客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器selector上，多路复用器轮询到连接有IO请求就进行处理。

JDK1.4开始引入

Code

Server

package com.artisan.iomodel.nio;import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;/*** @author 小工匠* @version 1.0* @description: TODO* @date 2021/1/17 0:06* @mark: show me the code , change the world*/public class NioServer {// 保存客户端连接static List<SocketChannel> channelList = new ArrayList<>();public static void main(String[] args) throws IOException {// 创建NIO ServerSocketChannel,与BIO的serverSocket类似ServerSocketChannel serverSocket = ServerSocketChannel.open();serverSocket.socket().bind(new InetSocketAddress(7777));// 设置ServerSocketChannel为非阻塞serverSocket.configureBlocking(false);System.out.println("服务启动成功");while (true) {// 非阻塞模式accept方法不会阻塞，否则会阻塞// NIO的非阻塞是由操作系统内部实现的，底层调用了linux内核的accept函数SocketChannel socketChannel = serverSocket.accept();if (socketChannel != null) { // 如果有客户端进行连接System.out.println("连接成功");// 设置SocketChannel为非阻塞socketChannel.configureBlocking(false);// 保存客户端连接在List中channelList.add(socketChannel);}// 遍历连接进行数据读取Iterator<SocketChannel> iterator = channelList.iterator();while (iterator.hasNext()) {SocketChannel sc = iterator.next();ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(128);// 非阻塞模式read方法不会阻塞，否则会阻塞int len = sc.read(byteBuffer);// 如果有数据，把数据打印出来if (len > 0) {System.out.println("接收到消息：" + new String(byteBuffer.array()));} else if (len == -1) { // 如果客户端断开，把socket从集合中去掉iterator.remove();System.out.println("客户端断开连接");}}}}
}

Client

我们用cmd工具来连一下， telnet 127.0.0.1 7777

回车，输入 ctrl + ]

发送消息

日志及需要优化的地方

举个例子，如果连接数太多的话，会有大量的无效遍历，假如有1万个连接，其中只有1000个连接有写数据，但是由于其他9000个连接并没有断开，我们还是要每次轮询遍历一万次，其中有十分之九的遍历都是无效的…是不是有点不妥当呢？

优化（多路复用器）

为了优化这个问题， NIO引入多路复用器

package com.artisan.iomodel.nio;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;
import java.util.Set;
/*** @author 小工匠* @version 1.0* @description: TODO* @date 2021/1/17 0:50* @mark: show me the code , change the world*/
public class NioSelectorServer {public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {// 创建NIO ServerSocketChannelServerSocketChannel serverSocket = ServerSocketChannel.open();serverSocket.socket().bind(new InetSocketAddress(7777));// 设置ServerSocketChannel为非阻塞serverSocket.configureBlocking(false);// 打开Selector处理Channel，即创建epollSelector selector = Selector.open();// 把ServerSocketChannel注册到selector上，并且selector对客户端accept连接操作感兴趣serverSocket.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);System.out.println("服务启动成功");while (true) {// 阻塞等待需要处理的事件发生selector.select();// 获取selector中注册的全部事件的 SelectionKey 实例Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();// 遍历SelectionKey对事件进行处理while (iterator.hasNext()) {SelectionKey key = iterator.next();// 如果是OP_ACCEPT事件，则进行连接获取和事件注册if (key.isAcceptable()) {ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();SocketChannel socketChannel = server.accept();socketChannel.configureBlocking(false);// 这里只注册了读事件，如果需要给客户端发送数据可以注册写事件socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);System.out.println("客户端连接成功");} else if (key.isReadable()) {  // 如果是OP_READ事件，则进行读取和打印SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(128);int len = socketChannel.read(byteBuffer);// 如果有数据，把数据打印出来if (len > 0) {System.out.println("接收到消息：" + new String(byteBuffer.array()));} else if (len == -1) { // 如果客户端断开连接，关闭SocketSystem.out.println("客户端断开连接");socketChannel.close();}}//从事件集合里删除本次处理的key，防止下次select重复处理iterator.remove();}}}
}

小结

NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，弹幕系统，服务器间通讯，但编程比较复杂

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Netty - I/O模型之NIO

文章目录

Non Blocking I/O 同步非阻塞模型

Code

Server

Client

日志及需要优化的地方

优化（多路复用器）

小结

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