NIO入门

NIO：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

一、nio非阻塞代码

1.  
   public static void main(String[] args) throws IOException {
2.  
   //1、打开ServerSocketChannel
3.  
   ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
4.  
    
5.  
   ssc.configureBlocking(false);
6.  
   //2、绑定监听地址InetSocketAddress
7.  
   ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(9000));
8.  
   //3、创建Selector,并启动线程
9.  
   Selector selector = Selector.open();
10.  
    //4、把ServerSocketChannel注册到Selector,监听
11.  
    ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
12.  
     
13.  
    while (true) {
14.  
    int select = selector.select();
15.  
    Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();
16.  
    //5 Selector轮询指定的key
17.  
    while (it.hasNext()) {
18.  
    SelectionKey key = it.next();
19.  
    it.remove();
20.  
    handle(key);
21.  
    }
22.  
    }
23.  
    }
24.  
     
25.  
    private static void handle(SelectionKey key) throws IOException {
26.  
    if (key.isAcceptable()) {
27.  
    System.out.println("有客户端连接事件发生了。。");
28.  
    ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel) key.channel();
29.  
    //6、处理新的客户端接入
30.  
    SocketChannel sc = ssc.accept();
31.  
    //7、设置新的socket参数
32.  
    sc.configureBlocking(false);
33.  
    //8、将新接入的客户端连接注册到Reactor线程的多路复用器上,读取客户端发送的网络消息
34.  
    sc.register(key.selector(), SelectionKey.OP_READ);
35.  
    } else if (key.isReadable()) {
36.  
    System.out.println("有客户端数据可读事件发生了。。");
37.  
    SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
38.  
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
39.  
    //9、异步读取客户端请求消息到缓冲区
40.  
    int len = sc.read(buffer);
41.  
    if (len != -1) {
42.  
    System.out.println("读取到客户端发送的数据：" new String(buffer.array(), 0, len));
43.  
    }
44.  
    ByteBuffer bufferToWrite = ByteBuffer.wrap("HelloClient".getBytes());
45.  
    //10 将消息异步发送给客户端
46.  
    sc.write(bufferToWrite);
47.  
    key.interestOps(SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);
48.  
    } else if (key.isWritable()) {
49.  
    SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
50.  
    System.out.println("write事件");
51.  
    key.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
52.  
    }
53.  
    }

打开cmd窗口,输入以下命令，实现客户端和服务端交互：

1.  
   telnet localhost 9000
2.  
   ctrl ]
3.  
   send 123

二、nio服务端代码时序图

上面服务端代码启动时序图：

三、核心代码底层调用

1.  
   1 Selector.open() //创建多路复用器 （底层调用的epoll_create）
2.  
   2 socketChannel.register() //将channel注册到多路复用器上 （底层调用的 epoll_ctl）
3.  
   3 selector.select() //阻塞等待需要处理的事件发生 (底层调用的epoll_wait)

几个核心函数

int epoll_create(int size);

1、创建一个epoll实例，并返回一个非负数作为文件描述符,size代表表可能会容纳size个描述符

 int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

2、使用文件描述符epfd引用的epoll实例，对目标文件描述符fd执行op操作。

epfd: epoll对应的文件描述符 fd: socket对应的文件描述符 参数op有以下几个值: EPOLL_CTL_ADD：注册新的fd到epfd中，并关联事件event； EPOLL_CTL_MOD：修改已经注册的fd的监听事件； EPOLL_CTL_DEL：从epfd中移除fd，并且忽略掉绑定的event，这时event可以为null； events有很多可选值，这里只举例最常见的几个： EPOLLIN ：表示对应的文件描述符是可读的； EPOLLOUT：表示对应的文件描述符是可写的； EPOLLERR：表示对应的文件描述符发生了错误；

1 int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);

3、等待文件描述符epfd上的事件。

epfd: Epoll对应的文件描述符，

events: 调用者所有可用事件的集合，

maxevents: 最多等到多少个事件就返回， timeout: 超时时间。

总结：nio就是通过操作系统内核函数创建socket，获取文件描述符，再创建一个Selector ，获取Epoll文件描述符，将socket文件描述符绑定到Selector的文件描述符上，进行事件的异步通知；就实现了使用一条线程，并且不需要太多的无效的遍历 ，将事件处理交给操作系统内核，事件通知无需遍历，大大提高了效率。