Java NIO与反应器(reactor)模式

时间:2021-03-08 00:05:41

一,Java NIO简介
Java NIO非阻塞应用通常适用在I/O 读写等方面。 我们知道,系统运行的性能瓶颈通常在I/O读写,包括对端口和文件的操作上。过去,打开一个I/O通道后,read()将一直等待端口一遍读取字节内容,这样做非常耗费资源。

Java NIO非阻塞技术实际是采用Reactor模式。 他为我们监听I/O端口,如果有内容进来,会自动通知我们,这样,我们就不必开启多个线程死等,从外界看,实现了流畅的I/O 读写,不阻塞了。

二,NIO的基本原理
NIO 有一个主要的类Selector,这个类似一个观察者,只要我们把需要探知的socketchannel 告诉selector,我们接着做别的事情,当有事情发生时,他会通知我们,传回一组selectionkey,我们读取这些key,就会获得我们刚刚注册过的socketchannel,然后,我们从这个channel中读取数据。

selector内部原理实际是在做一个对所注册的channel的轮询访问,不断的轮询,一旦轮询到这个channel有所注册的事情发生,比如数据来了,他就会站起来报告,交出一把钥匙,让我们通过这把钥匙来读取这个channel的内容。

使用上:

 package reactor.section3;

import java.net.InetAddress;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.Socket;
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;

public class NBTest1 {



private static void printKeyInfo(SelectionKey sk) {
String s = new String();
s += "Att: " + (sk.attachment() == null ? "no" : "yes");
s += ", Read: " + sk.isReadable();
s += ", Acpt: " + sk.isAcceptable();
s += ", Cnct: " + sk.isConnectable();
s += ", Wrt: " + sk.isWritable();
s += ", Valid: " + sk.isValid();
s += ", Ops: " + sk.interestOps();
debug(s);
}
private static void debug(String s) {
System.out.println(s);
}
public static void main(String args[]) {
NBTest1 nbTest = new NBTest1();
try {
nbTest.startServer();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}


private void startServer() throws Exception{
int channels = 0;
int nKeys = 0;
int currentSelector = 0;

//使用Selector
Selector selector = Selector.open();

//建立Channel 并绑定到9000端口
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(),9000);
ssc.socket().bind(address);

//使设定non-blocking的方式。
ssc.configureBlocking(false);

//向Selector注册Channel及我们有兴趣的事件
SelectionKey s = ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
printKeyInfo(s);
while(true) //不断的轮询
{

debug("NBTest: Starting select");
//Selector通过select方法通知我们我们感兴趣的事件发生了。
nKeys = selector.select();
//如果有我们注册的事情发生了,它的传回值就会大于0
if(nKeys > 0){
debug("NBTest: Number of keys after select operation: " +nKeys);

Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
Iterator i = selectedKeys.iterator();
while(i.hasNext()){

s = (SelectionKey) i.next();
printKeyInfo(s);
debug("NBTest: Nr Keys in selector: " +selector.keys().size());
//一个key被处理完成后,就都被从就绪关键字(ready keys)列表中除去
i.remove();
if(s.isAcceptable()){
// 从channel()中取得我们刚刚注册的channel。
Socket socket = ((ServerSocketChannel)s.channel()).accept().socket();
SocketChannel sc = socket.getChannel();
sc.configureBlocking(false);
sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ |SelectionKey.OP_WRITE);
System.out.println(++channels);
}else{
debug("NBTest: Channel not acceptable");
}
}



}else{
debug("NBTest: Select finished without any keys.");
}

}

}
}

这是一个守候在端口9000的noblock server例子,如果我们编制一个客户端程序,就可以对它进行互动操作,或者使用telnet 主机名 90000 可以链接上。