对相关类的简单介绍
    java.nio.*, 据说它提供了一些更加底层的一些功能,如:类似windows环境下的AsyncSocket类的异步操作的功能,能显著降低server端程序的线程管理开销。
    因为大多数应用是建立在TCP之上,所以在此只说说SocketChannel,ServerSocketChannel,Selector和ByteBuffer这几个类.前三个最终都源自channel类。而channel 类,可以理解为在具体I/O或文件对象之上抽象的一个操作对象,我们通过操作channel的读写达到对其对应的文件或I/O对象(包括socket)读写的目的。读写的内容在内存中放在ByteBuffer类提供的缓冲区。总而言之,channel作为一个桥梁,连接了I/O对象和内存中的ByteBuffer,实现了I/O的更高效的存取。
    一个基于TCP的服务器端程序,必然有个侦听端和若干个通信端,它们在nio中由对应的ServerSocketChannel 和SocketChannel类来实现。为了达到异步I/O操作的目的,需要Selector类,它能检测到I/O对象的状态。

     SocketChannel类是抽象类,通过调用它的静态函数open(),可生成一个SocketChannel对象,该对象对应一个java.net.Socket,可通过SocketChannel.socket()获得,而其对应的Socket也可通过调用函数getChannel()得到已建立的相应SocketChannel。
    SocketChannel与它的socket是一一对应的。SocketChannel的操作与Socket也很相似.

    ServerSocketChannel也是通过调用它的静态函数open()生成的,只是它不能直接调用bind()函数来绑定一个地址,需要它对应的ServerSocket来完成绑定工作,一般可按如下步骤做:
   

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

    罗嗦了半天,还是看看最简单的C/S实现吧,服务器提供了基本的回射(echo)功能,其中提供了较详细的注释。

源码分析

1.服务器端:

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//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{
   
//生成一个侦听端
   ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
   
//将侦听端设为异步方式
   ssc.configureBlocking(false);
   
//生成一个信号监视器
   Selector s = Selector.open();
   
//侦听端绑定到一个端口
   ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
   
//设置侦听端所选的异步信号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{//没有指定的I/O事件发生
     continue;
    }
     
    Iterator it 
= s.selectedKeys().iterator();     
    
while (it.hasNext()) {
     SelectionKey key 
= (SelectionKey) it.next();
     
if (key.isAcceptable()) {//侦听端信号触发
      ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
      
//接受一个新的连接
      SocketChannel sc = server.accept();
      sc.configureBlocking(
false);
      
//设置该socket的异步信号OP_READ:当socket可读时,

     
//触发函数DealwithData();
      sc.register(s,SelectionKey.OP_READ);
     }
   
     
if (key.isReadable()) {//某socket可读信号
      DealwithData(key);
     }
     
     it.remove();
    }

   }

  }

  
catch(Exception e){
   e.printStackTrace(); 
  }

 }

  
 
public void DealwithData(SelectionKey key) throws IOException{
  
int count;
  
//由key获取指定socketchannel的引用
  SocketChannel sc = (SocketChannel)key.channel();
  r_buff.clear();
  
//读取数据到r_buff
  while((count = sc.read(r_buff))> 0)
   ;
  
//确保r_buff可读
  r_buff.flip();
  
  w_buff.clear();
  
//将r_buff内容拷入w_buff  
  w_buff.put(r_buff);
  w_buff.flip();
  
//将数据返回给客户端
  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();
 }

}



在当前目录下运行:
    javac AsynServer.java
后,若无编译出错,接下来可运行:
    java AsynServer  或 java AsynServer ×××(端口号)
上述服务程序在运行时,可指定其侦听端口,否则程序会取8848为默认端口。

 

2.客户端的简单示例:

////////////////////////
//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);
   
//生成一个socketchannel
   sc = SocketChannel.open();
         
   
//连接到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));
     
//输入回射消息
     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() ");
    }
    
  
    
//发送消息
    while(w_buff.hasRemaining())
     sc.write(w_buff);
    w_buff.clear();    
    
    
//进入接收状态
    Rec();
    
//间隔1秒
    Thread.currentThread().sleep(1000);
   }
  
  }
catch(IOException ioe){
   ioe.printStackTrace();
  }

  
catch(InterruptedException ie){
   ie.printStackTrace();
  }
  
 }

////////////
 
//读取server端发回的数据,并显示
 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){//输入需有主机名或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();
 }

}



在当前目录下运行:
  javac AsynClient.java
后,若无编译出错,确认AsyncServer已经运行的情况下,接下来可运行:
  java AsynClient hostname 或 java AsynClient hostname ×××(端口号)
并按提示进行操作即可。

总结
    总的来说,用nio进行网络编程还是很有新意的,服务器端软件能在一个线程中维护与众多客户端的通信连接。笔者在本文中试图用一个典型的回射例子说明如何用nio建立最基本的C/S应用。希望大家能试着用用它。
    另外,笔者在实践中也发现nio在应用中存在的一些难题,比如如何应用SocketChannel的继承类,以及如何在socketchannel之上应用SSL(Secure Socket Layer)等等,因而希望这篇文章只是抛砖引玉,引起大家对nio作进一步的讨论。

在当前目录下运行:
    javac AsynServer.java
后,若无编译出错,接下来可运行:
    java AsynServer  或 java AsynServer ×××(端口号)
上述服务程序在运行时,可指定其侦听端口,否则程序会取8848为默认端口。

 

总结
    总的来说,用nio进行网络编程还是很有新意的,服务器端软件能在一个线程中维护与众多客户端的通信连接。笔者在本文中试图用一个典型的回射例子说明如何用nio建立最基本的C/S应用。希望大家能试着用用它。
    另外,笔者在实践中也发现nio在应用中存在的一些难题,比如如何应用SocketChannel的继承类,以及如何在socketchannel之上应用SSL(Secure Socket Layer)等等,因而希望这篇文章只是抛砖引玉,引起大家对nio作进一步的讨论。