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RPC框架设计----NIO编程Selector (选择器)

2021-05-04 17:51:16  阅读:15  来源: 互联网

标签:通道 NIO OP Selector 事件 SelectionKey 选择器 客户端


1 基本介绍

可以用一个线程,处理多个的客户端连接,就会使用到NIO的Selector(选择器). Selector 能够检测多个注册的服务端通道上是否有事件发生,如果有事件发生,便获取事件然后针对每个事件进行相应的处理。这样就可以只用一个单线程去管理多个通道,也就是管理多个连接和请求。

image.png

在这种没有选择器的情况下,对应每个连接对应一个处理线程. 但是连接并不能马上就会发送信息,所以还会产生资源浪费

image.png

只有在通道真正有读写事件发生时,才会进行读写,就大大地减少了系统开销,并且不必为每个连接都创建一个线程,不用去维护多个线程, 避免了多线程之间的上下文切换导致的开销

2 常用API介绍

Selector 类是一个抽象类

image.png


常用方法:

Selector.open() : //得到一个选择器对象

selector.select() : //阻塞 监控所有注册的通道,当有对应的事件操作时, 会将SelectionKey放入集合内部并返回事件数量

selector.select(1000): //阻塞 1000 毫秒,监控所有注册的通道,当有对应的事件操作时, 会将SelectionKey放入集合内部并返回

selector.selectedKeys() : // 返回存有SelectionKey的集合

SelectionKey

image.png


常用方法

SelectionKey.isAcceptable(): 是否是连接继续事件

SelectionKey.isConnectable(): 是否是连接就绪事件

SelectionKey.isReadable(): 是否是读就绪事件

SelectionKey.isWritable(): 是否是写就绪事件

SelectionKey中定义的4种事件:

SelectionKey.OP_ACCEPT —— 接收连接继续事件,表示服务器监听到了客户连接,服务器可以接收这个连接了

SelectionKey.OP_CONNECT —— 连接就绪事件,表示客户端与服务器的连接已经建立成功

SelectionKey.OP_READ —— 读就绪事件,表示通道中已经有了可读的数据,可以执行读操作了(通道目前有数据,可以进行读操作了)

SelectionKey.OP_WRITE —— 写就绪事件,表示已经可以向通道写数据了(通道目前可以用于写操作)

3 Selector 编码

服务端实现步骤:

1. 打开一个服务端通道

2. 绑定对应的端口号

3. 通道默认是阻塞的,需要设置为非阻塞

4. 创建选择器

5. 将服务端通道注册到选择器上,并指定注册监听的事件为OP_ACCEPT

6. 检查选择器是否有事件

7. 获取事件集合

8. 判断事件是否是客户端连接事件SelectionKey.isAcceptable()

9. 得到客户端通道,并将通道注册到选择器上, 并指定监听事件为OP_READ

10. 判断是否是客户端读就绪事件SelectionKey.isReadable()

11. 得到客户端通道,读取数据到缓冲区

12. 给客户端回写数据

13. 从集合中删除对应的事件, 因为防止二次处理.

代码实现:


package com.lagou.selector;

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.nio.charset.StandardCharsets;

import java.util.Iterator;

import java.util.Set;

/**

* 服务端-选择器

*/

public class NIOSelectorServer {

  public static void main(String[] args) throws IOException,

InterruptedException {

    //1. 打开一个服务端通道

    ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();

    //2. 绑定对应的端口号

    serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(9999));

    //3. 通道默认是阻塞的,需要设置为非阻塞

    serverSocketChannel.configureBlocking(false);

    //4. 创建选择器

    Selector selector = Selector.open();

    //5. 将服务端通道注册到选择器上,并指定注册监听的事件为OP_ACCEPT

    serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

    System.out.println("服务端启动成功...");

    while (true) {

      //6. 检查选择器是否有事件

      int select = selector.select(2000);

      if (select == 0) {

        continue;

     }

      //7. 获取事件集合

      Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();

      Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();

      while (iterator.hasNext()) {

        //8. 判断事件是否是客户端连接事件SelectionKey.isAcceptable()

        SelectionKey key = iterator.next();

        //9. 得到客户端通道,并将通道注册到选择器上, 并指定监听事件为OP_READ

        if (key.isAcceptable()) {

          SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();

          System.out.println("客户端已连接......" + socketChannel);

          //必须设置通道为非阻塞, 因为selector需要轮询监听每个通道的事件

          socketChannel.configureBlocking(false);

          //并指定监听事件为OP_READ

          socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);

       }

        //10. 判断是否是客户端读就绪事件SelectionKey.isReadable()

        if (key.isReadable()) {

          //11.得到客户端通道,读取数据到缓冲区

          SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();

          ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);

          int read = socketChannel.read(byteBuffer);

          if (read > 0) {

 System.out.println("客户端消息:" +

                new String(byteBuffer.array(), 0, read,

StandardCharsets.UTF_8));

            //12.给客户端回写数据

            socketChannel.write(ByteBuffer.wrap("没

钱".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)));

            socketChannel.close();

         }

       }

        //13.从集合中删除对应的事件, 因为防止二次处理.

        iterator.remove();

     }

   }

 }

}

结束。。。

标签:通道,NIO,OP,Selector,事件,SelectionKey,选择器,客户端
来源: https://blog.51cto.com/u_13225344/2752640

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