Java使用NIO实现Socket通信

半月无霜

发布于 2023-03-03 14:59:05

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发布于 2023-03-03 14:59:05

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Java使用NIO实现Socket通信

一、介绍

在上次的博客中，已经了解到NIO当中最为重要的两个对象。分别是缓冲Buffer和通道Channel，也进行了基本的使用，不过使用的是FileChannel，主要用来与文件打交道。

那么，这一次使用NIO实现Socket网络通信，主要是使用到ServerSocketChannel和SocketChannel。

同样，在本次作为NIO的网络通信，建议先了解传统BIO的网络通信，传送门在此。

二、实现

1）服务端

package com.banmoon.test;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

@Slf4j
public class TestSocketServer {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 开启通道，得到一个ServerSocketChannel对象
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        // 得到一个选择器
        Selector selector = Selector.open();
        // 绑定端口
        serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(2333));
        // 设置为非阻塞
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);

        // 将socketChannel注册到selector上，事件为OP_ACCEPT，接收事件
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

        // 循环等待客户端连接
        while (true) {
            // 服务器等待2秒，如果没有接收事件发生，将进入下次循环
            if (selector.select(2000) == 0) {
                log.info("服务器已等待2秒，继续静默等待");
                continue;
            }

            // 如果有事件发成，将会进入此逻辑，获取到相关的SelectionKey集合
            Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();

            // 遍历这个集合
            Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                SelectionKey selectionKey = iterator.next();
                // 判断是否发生了OP_ACCEPT事件
                if (selectionKey.isAcceptable()) {
                    // 获取到SocketChannel通道。
                    // 此方法虽然是阻塞的，但由于上面基于事件的判断，到这一步时，连接就已经产生了，所以不会阻塞
                    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                    // 将socketChannel设置为非阻塞
                    socketChannel.configureBlocking(false);
                    // 将上面的socketChannel注册到selector选择器上，事件注册为OP_READ，读取事件
                    socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024));
                }

                // 判断是否发生了OP_READ事件
                if (selectionKey.isReadable()) {
                    // 通过选择器获取到发生了OP_READ事件的SocketChannel
                    SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
                    // 获取到该socketChannel关联的缓冲
                    ByteBuffer byteBuffer = (ByteBuffer) selectionKey.attachment();
                    // 读取通道中的数据
                    socketChannel.read(byteBuffer);
                    // 反转缓冲，进行读取
                    byteBuffer.flip();
                    log.info("服务端接受到数据：{}", new String(byteBuffer.array(), 0, byteBuffer.limit(), StandardCharsets.UTF_8));
                }

                // 删除当前的selectionKey，避免重复执行
                iterator.remove();
            }
        }

    }

}

2）客户端

package com.banmoon.test;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

@Slf4j
public class TestSocketClient {

    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        // 开启通道，得到一个SocketChannel对象
        SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
        // 设置为非阻塞
        socketChannel.configureBlocking(false);
        // 创建一个服务器端地址信息的对象
        InetSocketAddress netAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 2333);
        // 连接服务器，如果没有连接成功将进入循环
        if (!socketChannel.connect(netAddress)) {
            // 循环判断是否完成连接，阻塞方法，2秒后释放
            while (!socketChannel.finishConnect()) {
                log.info("与服务器连接中，请稍后");
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            }
        }
        log.info("连接服务器成功");
        // 当执行到此处时，说明与服务器的连接已经成功，发送数据
        String str = "hello，半月无霜";
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.wrap(str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        // 写入通道
        socketChannel.write(byteBuffer);
        // 避免通道关闭阻塞在此
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
        countDownLatch.await();
    }

}