• NIO教程

    一，概述

    原本的java是基于同步阻塞式的i/o通信（bio) 性能低下，所以出现了nio这种非阻塞式的

    二，Java 的I/O演进之路

    2.1 i/o模型基本说明

    i/o模型：就是用什么样的通道或者说通信模式和架构进行数据的传输和接收，很大程度上决定了程序通信的性能，java支持的3种网络编程的io模型：BIO，NIO，AIO

    2.2 I/O模型

    BIO

    一个连接是一个线程

    NIO

    同步非阻塞的，客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器查询到连接有i/o请求就会进行处理

    AIO

    异步非阻塞

    2.3 BIO,NIO,AIO 使用场景分析

    1. bio适合连接数目小的且固定的架构
    2. nio适合连接数目多且连接比较短的架构（聊天）
    3. AIO方式使用于连接数目多且连接比较长(重操作）的架构，比如相册服务器，充

    四 ，NIO

    4.1 NIO 基本介绍

    • 面向缓冲区基于通道的
    • 在java.nio包下以及子包下
    • 有三大核心 **Channel（通道），Buffer（缓冲区），Selector（选择器)
    • 如果通道里面没有数据就会去做其他事情不会去等待

    4.2 NIO 和 BIO 比较

    • BIO 以流的方式,NIO 以块的方式,效率更高
    • NIO是非阻塞的
    • BIO 是基于字节流和字符流进行操作,而NIO是基于Channel(通道)和Buffer(缓冲区)进行操作,数据总是由缓冲区写入通道或者从通道读入缓冲区,选择器用于监听

    4.3 NIO 三大核心原理

    三大核心分别为 Channel(通道) , Buffer(缓冲区),Selector(选择器)
    Buffer缓冲区
    Channel(通道)
    通道可以非阻塞读取和写入通道，通道可以支持读取或写入缓冲区，也支持异步地读写,而流是单向的

    Selector(选择器)
    可以检测多个通道


    程序切换到哪个channel是由事件决定的

    4.4 缓冲区(Buffer)

    一个容器,由java.nio包定义,所有缓冲区都是Buffer抽象类的子类,

    Buffer类与其子类

    • ByteBuffer
    • CharBuffer
    • ShortBuffer
    • IntBuffer
    • LongBuffer
    • FloatBuffer
    • DoubleBuffer

    static xxxBuffer allocate(int capacity): 创建一个容量为capicity的 buffer对象
    buffer.wrap()                      数据已知
    ByteBuffer.allocate()          构建ByteBuffer对象，参数实际上是指底层的字节数组的容量

    缓冲区的基本属性

    • 容量 创建后不能改变
    • 限制 (limit) limit后面不能读写,不能为负,不能大于其容量,写入模式,限制等于buffer的容量,读取模式下,limit等与写入的数据量
    • 位置(position): 下一个读取或写入的数据的索引,索引库的位置不能为负,并且不能大于其限制
    • 标记(mark)与重置(reset):标记是一个索引,通过Buffer中的mark() 方法指定Buffer中一个特定的position,之后通过调用reset()方法恢复到这个position
      标记、位置、限制、容量遵守以下不变式: 0<=mark <= position <= limit <= capacity

    Buffer常见方法

    Buffer clear() 洁空缓冲区并返回对缓冲区的引用(只是把position变为0位置)
Buffer flip(为将缓冲区的界限设置为当前位置，并将当前位置设值为0
使用wrap()   类java.nio.IntBuffer中的方法，可以将int数组包装到缓冲区中。此方法需要一个参数，即将数组包装到缓冲区中，并返回创建的新缓冲区。如果返回的缓冲区被修改，则数组的内容也将被修改，反之亦然。
int capacity(返回 Buffer 的capacity大小
boolean hasRemaining(判断缓区中是否还有元素
int limit()返同Buffer的界限(limit)的位置
Buffer limit(int n)将设置缓冲区界限为n，并返回一个具有新limit 的缓冲区对象
Buffer mark()对缓冲区设置标记
int position()返回缓冲区的当前位置position
Buffer position(int n)将设置缓冲区的当前位置为n ，并返回修改后的 Buffer对象
int remaining()返回position和 limit 之间的元素个数
Buffer reset()将位置position转到以前设置的 mark所在的位置
Buffer rewind()将位置设为为节、取消设置的mark

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    Buffer所有子类提供了两个用于数据操作的方法: 
get()put()方法取获取Buffer中的数据
get():读取单个字节
get(byte[] dst):批量读取多个字节到dst中
get(int index):读取指定索引位置的字节(不会移动position)
放到入数据到 Buffer 中十
put (byte b):将给定单个字节写入缓冲区的当前位置
put(byte[] src);将 src中的字节写入缓冲区的当前位置
put(int index，byte b):将指定字节写入缓冲区的索引位置(不会移动 position)

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    缓冲区的数据操作

    public class BufferTest {  
    @Test  
    public void test01(){  
        //1.分配一个缓冲区,容量设置10  
        ByteBuffer buffer  = ByteBuffer.allocate(10);  
        System.out.println(buffer.position());  
        System.out.println(buffer.limit());  
        System.out.println(buffer.capacity());  
        System.out.println("---------------------");  
  
        //2.添加数据  
        String  name = "itheima";  
        buffer.put(name.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));  
        System.out.println(buffer.position());  
        System.out.println(buffer.limit());  
        System.out.println(buffer.capacity());  
        System.out.println("---------------------");  
        buffer.flip(); //为将缓冲区的界限设置为当前位置，并将当前位置设值为0  
        System.out.println(buffer.position());  
        System.out.println(buffer.limit());  
        System.out.println(buffer.capacity());  
        System.out.println("---------------------");  
  
        //4,. get数据的读取  
        char b = (char)buffer.get();  
        System.out.println(b);  
        System.out.println(buffer.position());  
        System.out.println(buffer.limit());  
        System.out.println(buffer.capacity());  
  
    }  
}

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    直接与非直接缓冲区

    什么是直接内存与非直接内存根据官方文档的描述:
    byte byffer可以是两种类型，一种是基于直接内存（也就是非堆内存)﹔另一种是非直接内存（也就是堆内存)。对于直接内存来说，JVM将会在IO操作上具有更高的性能，因为它直接作用于本地系统的IO操作。而非直接内存，也就是堆内存中的数据，如果要作IO操作，会先从本进程内存复制到直接内存，再利用本地IO处理。
    从数据流的角度，非直接内存是下面这样的作用链:
    本地IO-->直接内存-->非直接内存--→>直按内存-->本地IO

    而直接内存是:
    本地IO-->直接内存-->本地IO
    很明显，在做IO处理时，比如网络发送大量数据时，直接内存会具有更高的效率。直接内存使用allocateDirect创建，但是它比申请普通的堆内存需要耗费更高的性能。不过，这部分的数据是在IVM之外的，因此它不会占用应用的内存。所以呢，当你有很大的数据要缓存，并且它的生命周期又很长，那么就比较适合使用直接内存。只是一般来说，如果不是能带来很明显的性能提升，还是推荐直接使用堆内存。字节缓冲区是直接缓冲区还是非直接缓冲区可通过调用其isDirect()方法来确定。

    4.5 NIO核心二:通道(Channel)通道Channe概述

    通道(Channel):由java.nio.channels包定义的, Channel表示I0源与目标打开的连接。Channel类似于传统的“流"。只不过Channel本身不能直接访问数据，channel只能与Buffer进行交互。
    1、NIO的通道类似于流，但有些区别如下:

    • 通道可以同时进行读写，而流只能读或者只能写
    • 通道可以实现异步读写数据
    • 通道可以从缓冲读数据，也可以写数据到缓冲:
      2、Bl0中的stream是单向的，例如FilelnputStream对象只能进行读取数据的操作，而NIO中的通道(Channel)是双向的，可以读操作，也可以写操作。
      3、Channel在NIO中是一个接口
      public interface channe1 extends closeable{}
      常用的Channel实现类
    • FileChannel:用于读取、写入、映射和操作文件的通道。
    • DatagramChannel:通过UDP读写网络中的数据通道。
    • SocketChannel:通过TCP读写网络中的数据。
    • ServerSocketChannel:可以监听新进来的TCP 连接，对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel。【ServerSocketChanne类似ServerSocket , SocketChannel类似Socket】

    FileChannel 类

    获取通道的一种方式是对支持通道的对象调用getChannel() 方法。支持通道的类如下：

    • FileInputStream
    • FileOutputStream
    • RandomAccessFile
    • DatagramSocket
    • Socket
    • ServerSocket 获取通道的其他方式是使用 Files 类的静态方法 newByteChannel() 获取字节通道。或者通过通道的静态方法 open() 打开并返回指定通道

    FileChannel的常用方法

    int read(ByteBuffer dst) 从 从  Channel 到 中读取数据到  ByteBuffer
    long  read(ByteBuffer[] dsts) 将 将  Channel 到 中的数据“分散”到  ByteBuffer[]
    int  write(ByteBuffer src) 将 将  ByteBuffer 到 中的数据写入到  Channel
    long write(ByteBuffer[] srcs) 将 将  ByteBuffer[] 到 中的数据“聚集”到  Channel
    long position() 返回此通道的文件位置
    FileChannel position(long p) 设置此通道的文件位置
    long size() 返回此通道的文件的当前大小
    FileChannel truncate(long s) 将此通道的文件截取为给定大小
    void force(boolean metaData) 强制将所有对此通道的文件更新写入到存储设备中

    案例1-本地文件写数据

    需求：使用前面学习后的 ByteBuffer(缓冲) 和 FileChannel(通道)， 将 “hello,黑马Java程序员！” 写入到 data.txt 中.

    package com.itheima;  
​  
​  
import org.junit.Test;  
​  
import java.io.FileNotFoundException;  
import java.io.FileOutputStream;  
import java.io.OutputStream;  
import java.nio.ByteBuffer;  
import java.nio.channels.FileChannel;  
​  
public class ChannelTest {  
    @Test  
    public void write(){  
        try {  
            // 1、字节输出流通向目标文件  
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("data01.txt");  
            // 2、得到字节输出流对应的通道Channel  
            FileChannel channel = fos.getChannel();  
            // 3、分配缓冲区  
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);  
            buffer.put("hello,黑马Java程序员！".getBytes());  
            // 4、把缓冲区切换成写出模式  
            buffer.flip();  
            channel.write(buffer);  
            channel.close();  
            System.out.println("写数据到文件中！");  
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}

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    案例2-本地文件读数据

    需求：使用前面学习后的 ByteBuffer(缓冲) 和 FileChannel(通道)， 将 data01.txt 中的数据读入到程序，并显示在控制台屏幕

    public class ChannelTest {

    @Test
    public void read() throws Exception {
        // 1、定义一个文件字节输入流与源文件接通
        FileInputStream is = new FileInputStream("data01.txt");
        // 2、需要得到文件字节输入流的文件通道
        FileChannel channel = is.getChannel();
        // 3、定义一个缓冲区
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        // 4、读取数据到缓冲区
        channel.read(buffer);
        buffer.flip();
        // 5、读取出缓冲区中的数据并输出即可
        String rs = new String(buffer.array(),0,buffer.remaining());
        System.out.println(rs);

    }

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    案例3-使用Buffer完成文件复制

    使用 FileChannel(通道) ，完成文件的拷贝。

    @Test
public void copy() throws Exception {
    // 源文件
    File srcFile = new File("C:\\Users\\dlei\\Desktop\\BIO,NIO,AIO\\文件\\壁纸.jpg");
    File destFile = new File("C:\\Users\\dlei\\Desktop\\BIO,NIO,AIO\\文件\\壁纸new.jpg");
    // 得到一个字节字节输入流
    FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
    // 得到一个字节输出流
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
    // 得到的是文件通道
    FileChannel isChannel = fis.getChannel();
    FileChannel osChannel = fos.getChannel();
    // 分配缓冲区
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    while(true){
        // 必须先清空缓冲然后再写入数据到缓冲区
        buffer.clear();
        // 开始读取一次数据
        int flag = isChannel.read(buffer);
        if(flag == -1){
            break;
        }
        // 已经读取了数据 ，把缓冲区的模式切换成可读模式
        buffer.flip();
        // 把数据写出到
        osChannel.write(buffer);
    }
    isChannel.close();
    osChannel.close();
    System.out.println("复制完成！");
}

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    案例4-分散 (Scatter) 和聚集 (Gather)

    分散读取（Scatter ）:是指把Channel通道的数据读入到多个缓冲区中去

    聚集写入（Gathering ）是指将多个 Buffer 中的数据“聚集”到 Channel。

    //分散和聚集
@Test
public void test() throws IOException{
		RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("1.txt", "rw");
	//1. 获取通道
	FileChannel channel1 = raf1.getChannel();
	
	//2. 分配指定大小的缓冲区
	ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(100);
	ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(1024);
	
	//3. 分散读取
	ByteBuffer[] bufs = {buf1, buf2};
	channel1.read(bufs);
	
	for (ByteBuffer byteBuffer : bufs) {
		byteBuffer.flip();
	}
	
	System.out.println(new String(bufs[0].array(), 0, bufs[0].limit()));
	System.out.println("-----------------");
	System.out.println(new String(bufs[1].array(), 0, bufs[1].limit()));
	
	//4. 聚集写入
	RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile("2.txt", "rw");
	FileChannel channel2 = raf2.getChannel();
	
	channel2.write(bufs);
}

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    案例5-transferFrom()

    从目标通道中去复制原通道数据

    @Test
public void test02() throws Exception {
    // 1、字节输入管道
    FileInputStream is = new FileInputStream("data01.txt");
    FileChannel isChannel = is.getChannel();
    // 2、字节输出流管道
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("data03.txt");
    FileChannel osChannel = fos.getChannel();
    // 3、复制
    osChannel.transferFrom(isChannel,isChannel.position(),isChannel.size());
    isChannel.close();
    osChannel.close();
}

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    案例6-transferTo()

    把原通道数据复制到目标通道

    @Test
public void test02() throws Exception {
    // 1、字节输入管道
    FileInputStream is = new FileInputStream("data01.txt");
    FileChannel isChannel = is.getChannel();
    // 2、字节输出流管道
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("data04.txt");
    FileChannel osChannel = fos.getChannel();
    // 3、复制
    isChannel.transferTo(isChannel.position() , isChannel.size() , osChannel);
    isChannel.close();
    osChannel.close();
}

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    4.6 NIO核心三：选择器(Selector)

    选择器(Selector)概述

    选择器（Selector） 是 SelectableChannle 对象的多路复用器，Selector 可以同时监控多个 SelectableChannel 的 IO 状况，也就是说，利用 Selector可使一个单独的线程管理多个 Channel。Selector 是非阻塞 IO 的核心

    • Java 的 NIO，用非阻塞的 IO 方式。可以用一个线程，处理多个的客户端连接，就会使用到 Selector(选择器)
    • Selector 能够检测多个注册的通道上是否有事件发生(注意:多个 Channel 以事件的方式可以注册到同一个
      Selector)，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。
    • 只有在 连接/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

    选择 器（Selector）的应用

    创建 Selector ：通过调用 Selector.open() 方法创建一个 Selector。

    Selector selector = Selector.open();

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    向选择器注册通道：SelectableChannel.register(Selector sel, int ops)

    //1. 获取通道
ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
//2. 切换非阻塞模式
ssChannel.configureBlocking(false);
//3. 绑定连接
ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));
//4. 获取选择器
Selector selector = Selector.open();
//5. 将通道注册到选择器上, 并且指定“监听接收事件”
ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

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    当调用 register(Selector sel, int ops) 将通道注册选择器时，选择器对通道的监听事件，需要通过第二个参数 ops 指定。可以监听的事件类型（用 可使用 SelectionKey 的四个常量 表示）：

    • 读 : SelectionKey.OP_READ （1）
    • 写 : SelectionKey.OP_WRITE （4）
    • 连接 : SelectionKey.OP_CONNECT （8）
    • 接收 : SelectionKey.OP_ACCEPT （16）
    • 若注册时不止监听一个事件，则可以使用“位或”操作符连接。
    int interestSet = SelectionKey.OP_READ|SelectionKey.OP_WRITE 

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    4.7 NIO非阻塞式网络通信原理分析

    Selector 示意图和特点说明

    Selector可以实现： 一个 I/O 线程可以并发处理 N 个客户端连接和读写操作，这从根本上解决了传统同步阻塞 I/O 一连接一线程模型，架构的性能、弹性伸缩能力和可靠性都得到了极大的提升。

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    服务端流程

    • 1、当客户端连接服务端时，服务端会通过 ServerSocketChannel 得到 SocketChannel：1. 获取通道

       ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();

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    • 2、切换非阻塞模式

       ssChannel.configureBlocking(false);

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    • 3、绑定连接

       ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9999));

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    • 4、 获取选择器

      Selector selector = Selector.open();

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    • 5、 将通道注册到选择器上, 并且指定“监听接收事件”

      ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

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      1. 轮询式的获取选择器上已经“准备就绪”的事件
      //轮询式的获取选择器上已经“准备就绪”的事件
   while (selector.select() > 0) {
          System.out.println("轮一轮");
          //7. 获取当前选择器中所有注册的“选择键(已就绪的监听事件)”
          Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();
          while (it.hasNext()) {
              //8. 获取准备“就绪”的是事件
              SelectionKey sk = it.next();
              //9. 判断具体是什么事件准备就绪
              if (sk.isAcceptable()) {
                  //10. 若“接收就绪”，获取客户端连接
                  SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();
                  //11. 切换非阻塞模式
                  sChannel.configureBlocking(false);
                  //12. 将该通道注册到选择器上
                  sChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
              } else if (sk.isReadable()) {
                  //13. 获取当前选择器上“读就绪”状态的通道
                  SocketChannel sChannel = (SocketChannel) sk.channel();
                  //14. 读取数据
                  ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
                  int len = 0;
                  while ((len = sChannel.read(buf)) > 0) {
                      buf.flip();
                      System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
                      buf.clear();
                  }
              }
              //15. 取消选择键 SelectionKey
              it.remove();
          }
      }
  }

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    客户端流程

      1. 获取通道

        SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9999));

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      1. 切换非阻塞模式

        sChannel.configureBlocking(false);

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      1. 分配指定大小的缓冲区
      ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

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      1. 发送数据给服务端
      	Scanner scan = new Scanner(System.in);
  	while(scan.hasNext()){
  		String str = scan.nextLine();
  		buf.put((new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd HH:mm:ss").format(System.currentTimeMillis())
  				+ "\n" + str).getBytes());
  		buf.flip();
  		sChannel.write(buf);
  		buf.clear();
  	}
  	//关闭通道
  	sChannel.close();

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    4.8 NIO非阻塞式网络通信入门案例

    需求：服务端接收客户端的连接请求，并接收多个客户端发送过来的事件。

    代码案例

    /**
  客户端
 */
public class Client {

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//1. 获取通道
		SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9999));
		//2. 切换非阻塞模式
		sChannel.configureBlocking(false);
		//3. 分配指定大小的缓冲区
		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
		//4. 发送数据给服务端
		Scanner scan = new Scanner(System.in);
		while(scan.hasNext()){
			String str = scan.nextLine();
			buf.put((new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd HH:mm:ss").format(System.currentTimeMillis())
					+ "\n" + str).getBytes());
			buf.flip();
			sChannel.write(buf);
			buf.clear();
		}
		//5. 关闭通道
		sChannel.close();
	}
}

/**
 服务端
 */
public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1. 获取通道
        ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
        //2. 切换非阻塞模式
        ssChannel.configureBlocking(false);
        //3. 绑定连接
        ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9999));
        //4. 获取选择器
        Selector selector = Selector.open();
        //5. 将通道注册到选择器上, 并且指定“监听接收事件”
        ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        //6. 轮询式的获取选择器上已经“准备就绪”的事件
        while (selector.select() > 0) {
            System.out.println("轮一轮");
            //7. 获取当前选择器中所有注册的“选择键(已就绪的监听事件)”
            Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();
            while (it.hasNext()) {
                //8. 获取准备“就绪”的是事件
                SelectionKey sk = it.next();
                //9. 判断具体是什么事件准备就绪
                if (sk.isAcceptable()) {
                    //10. 若“接收就绪”，获取客户端连接
                    SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();
                    //11. 切换非阻塞模式
                    sChannel.configureBlocking(false);
                    //12. 将该通道注册到选择器上
                    sChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                } else if (sk.isReadable()) {
                    //13. 获取当前选择器上“读就绪”状态的通道
                    SocketChannel sChannel = (SocketChannel) sk.channel();
                    //14. 读取数据
                    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
                    int len = 0;
                    while ((len = sChannel.read(buf)) > 0) {
                        buf.flip();
                        System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
                        buf.clear();
                    }
                }
                //15. 取消选择键 SelectionKey
                it.remove();
            }
        }
    }
}


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    4.9 NIO 网络编程应用实例-群聊系统

    目标

    需求:进一步理解 NIO 非阻塞网络编程机制，实现多人群聊

    • 编写一个 NIO 群聊系统，实现客户端与客户端的通信需求（非阻塞）
    • 服务器端：可以监测用户上线，离线，并实现消息转发功能
    • 客户端：通过 channel 可以无阻塞发送消息给其它所有客户端用户，同时可以接受其它客户端用户通过服务端转发来的消息

    服务端代码实现

    public class Server {
    //定义属性
    private Selector selector;
    private ServerSocketChannel ssChannel;
    private static final int PORT = 9999;
    //构造器
    //初始化工作
    public Server() {
        try {
            // 1、获取通道
            ssChannel = ServerSocketChannel.open();
            // 2、切换为非阻塞模式
            ssChannel.configureBlocking(false);
            // 3、绑定连接的端口
            ssChannel.bind(new InetSocketAddress(PORT));
            // 4、获取选择器Selector
            selector = Selector.open();
            // 5、将通道都注册到选择器上去，并且开始指定监听接收事件
            ssChannel.register(selector , SelectionKey.OP_ACCEPT);
        }catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    //监听
    public void listen() {
        System.out.println("监听线程: " + Thread.currentThread().getName());
        try {
            while (selector.select() > 0){
                System.out.println("开始一轮事件处理~~~");
                // 7、获取选择器中的所有注册的通道中已经就绪好的事件
                Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();
                // 8、开始遍历这些准备好的事件
                while (it.hasNext()){
                    // 提取当前这个事件
                    SelectionKey sk = it.next();
                    // 9、判断这个事件具体是什么
                    if(sk.isAcceptable()){
                        // 10、直接获取当前接入的客户端通道
                        SocketChannel schannel = ssChannel.accept();
                        // 11 、切换成非阻塞模式
                        schannel.configureBlocking(false);
                        // 12、将本客户端通道注册到选择器
                        System.out.println(schannel.getRemoteAddress() + " 上线 ");
                        schannel.register(selector , SelectionKey.OP_READ);
                        //提示
                    }else if(sk.isReadable()){
                        //处理读 (专门写方法..)
                        readData(sk);
                    }

                    it.remove(); // 处理完毕之后需要移除当前事件
                }
            }
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //发生异常处理....

        }
    }

    //读取客户端消息
    private void readData(SelectionKey key) {
        //取到关联的channle
        SocketChannel channel = null;
        try {
           //得到channel
            channel = (SocketChannel) key.channel();
            //创建buffer
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
            int count = channel.read(buffer);
            //根据count的值做处理
            if(count > 0) {
                //把缓存区的数据转成字符串
                String msg = new String(buffer.array());
                //输出该消息
                System.out.println("form 客户端: " + msg);
                //向其它的客户端转发消息(去掉自己), 专门写一个方法来处理
                sendInfoToOtherClients(msg, channel);
            }
        }catch (IOException e) {
            try {
                System.out.println(channel.getRemoteAddress() + " 离线了..");
                e.printStackTrace();
                //取消注册
                key.cancel();
                //关闭通道
                channel.close();
            }catch (IOException e2) {
                e2.printStackTrace();;
            }
        }
    }

    //转发消息给其它客户(通道)
    private void sendInfoToOtherClients(String msg, SocketChannel self ) throws  IOException{
        System.out.println("服务器转发消息中...");
        System.out.println("服务器转发数据给客户端线程: " + Thread.currentThread().getName());
        //遍历 所有注册到selector 上的 SocketChannel,并排除 self
        for(SelectionKey key: selector.keys()) {
            //通过 key  取出对应的 SocketChannel
            Channel targetChannel = key.channel();
            //排除自己
            if(targetChannel instanceof  SocketChannel && targetChannel != self) {
                //转型
                SocketChannel dest = (SocketChannel)targetChannel;
                //将msg 存储到buffer
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes());
                //将buffer 的数据写入 通道
                dest.write(buffer);
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //创建服务器对象
        Server groupChatServer = new Server();
        groupChatServer.listen();
    }
}

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    客户端代码实现

    package com.itheima.chat;

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.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Scanner;

public class Client {
    //定义相关的属性
    private final String HOST = "127.0.0.1"; // 服务器的ip
    private final int PORT = 9999; //服务器端口
    private Selector selector;
    private SocketChannel socketChannel;
    private String username;

    //构造器, 完成初始化工作
    public Client() throws IOException {

        selector = Selector.open();
        //连接服务器
        socketChannel = socketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", PORT));
        //设置非阻塞
        socketChannel.configureBlocking(false);
        //将channel 注册到selector
        socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
        //得到username
        username = socketChannel.getLocalAddress().toString().substring(1);
        System.out.println(username + " is ok...");

    }

    //向服务器发送消息
    public void sendInfo(String info) {
        info = username + " 说：" + info;
        try {
            socketChannel.write(ByteBuffer.wrap(info.getBytes()));
        }catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //读取从服务器端回复的消息
    public void readInfo() {
        try {

            int readChannels = selector.select();
            if(readChannels > 0) {//有可以用的通道

                Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();
                while (iterator.hasNext()) {

                    SelectionKey key = iterator.next();
                    if(key.isReadable()) {
                        //得到相关的通道
                       SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
                       //得到一个Buffer
                        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                        //读取
                        sc.read(buffer);
                        //把读到的缓冲区的数据转成字符串
                        String msg = new String(buffer.array());
                        System.out.println(msg.trim());
                    }
                }
                iterator.remove(); //删除当前的selectionKey, 防止重复操作
            } else {
                //System.out.println("没有可以用的通道...");

            }

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

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //启动我们客户端
        Client chatClient = new Client();
        //启动一个线程, 每个3秒，读取从服务器发送数据
        new Thread() {
            public void run() {

                while (true) {
                    chatClient.readInfo();
                    try {
                        Thread.currentThread().sleep(3000);
                    }catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();

        //发送数据给服务器端
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while (scanner.hasNextLine()) {
            String s = scanner.nextLine();
            chatClient.sendInfo(s);
        }
    }
}

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    小结

    第五章 JAVA AIO深入剖析

    5.1 AIO编程

    • Java AIO(NIO.2) ： 异步非阻塞，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理。

    AIO
    异步非阻塞，基于NIO的，可以称之为NIO2.0
       BIO                   NIO                              AIO        
    Socket                SocketChannel                    AsynchronousSocketChannel
    ServerSocket          ServerSocketChannel       AsynchronousServerSocketChannel

    与NIO不同，当进行读写操作时，只须直接调用API的read或write方法即可, 这两种方法均为异步的，对于读操作而言，当有流可读取时，操作系统会将可读的流传入read方法的缓冲区,对于写操作而言，当操作系统将write方法传递的流写入完毕时，操作系统主动通知应用程序

    即可以理解为，read/write方法都是异步的，完成后会主动调用回调函数。在JDK1.7中，这部分内容被称作NIO.2，主要在Java.nio.channels包下增加了下面四个异步通道：

    AsynchronousSocketChannel  
AsynchronousServerSocketChannel  
AsynchronousFileChannel  
AsynchronousDatagramChannel

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    第六章 BIO,NIO,AIO课程总结

    BIO、NIO、AIO：

    • Java BIO ： 同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，当然可以通过线程池机制改善。

    • Java NIO ： 同步非阻塞，服务器实现模式为一个请求一个线程，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。

    • Java AIO(NIO.2) ： 异步非阻塞，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理。

    BIO、NIO、AIO适用场景分析:

    • BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序直观简单易理解。

    • NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持。

    • AIO方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持。Netty!

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_37427142/article/details/133834114