[java]NIO服务器(ServerSocketChannel)开发的两种实现方式

内容还是NIO 而并不是NIO.2 算是对所学的一些总结.

在NIO中 开发TCP程序时会将SocketChannel的OP_READ注册到一个Selector上 selector进行轮训 这是与以往的Socket编程完全不同的新(现在看来已经不能算新啦)的东西.

 

ServerSocketChannel和原先的ServerSocket相比 增加了一个非堵塞的accept方式(configureBlocking(false)) 和传统的ServerSocket相比 设置成非堵塞方式accept方法会立即返回(没有连接到来就返回null) 所以和SocketChannel一样 他也需要注册到一个Selector上 注册的方法选为OP_ACCEPT.

 

现在来看看 ServerSocketChannel设置为堵塞(默认)和非堵塞的实现上的区别 以下的图当做草图来用...因为本人不会画uml...画出来多半也是错的 错的地方欢迎打脸..:

 

非堵塞情况下:

 这种情况比较简单  ServerSocketChannel在运行前设置成非堵塞模式 然后注册到实际进行任务处理的Dispather线程的Selector中就可以了

代码如下:

 

	public void start() throws IOException{
		ServerSocketChannel ssc=ServerSocketChannel.open();
		// 设置端口绑定
		ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
		// 设置地址复用
		ssc.socket().setReuseAddress(true);
		ssc.configureBlocking(false); 
		Dispatcher dispatcher=new NIODispatcher();
		dispatcher.register(ssc, SelectionKey.OP_ACCEPT);
		new Thread(dispatcher).start();
	}

 对应的dispatcher中的Selector的轮询操作要麻烦一点 因为要判断是Accept的操作 还是Read的操作

 

 Dispatcher中的主要代码如下:

 

	@Override
	public void run() {
		while (true) {
			try {
				dispatch();
			} catch (IOException e) {
				System.out.println(e);
				logger.error("NIODispatcher run()", e);
			}
		}
	}

	private void dispatch() throws IOException {
		selector.select();
		for (Iterator<SelectionKey> itor = selector.selectedKeys().iterator(); itor
				.hasNext();) {
			SelectionKey sk = itor.next();
			itor.remove();
			if (sk.isAcceptable()) {
				ServerSocketChannel serverSocketChannel = (ServerSocketChannel) sk
						.channel();
				SocketChannel sc = serverSocketChannel.accept();
				sc.configureBlocking(false);

				// 立即注册一个 OP_READ 的SelectionKey, 接收客户端的消息
				SelectionKey key = sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
				// 如果socket没有连接打开或者sk无效那么下一个
			} else if (sk.isReadable()) {
				SocketChannel sc = (SocketChannel) sk.channel();
				ChannelHelper ch = new ChannelHelper(sc, false);
				try {
					int count = ch.read();
					// 小于零 意味着要么就是传过来的没有信息 要么就是有异常了
					if (count < 0) {
						sk.cancel();
						sc.close();
						continue;
					}
					// 等于零的情况 继续
					if (count <= 0) {
						sk.cancel();
						sc.close();
						continue;
					}
				} catch (Exception e) {
					logger.error("NIODiapatcher dispatch()", e);
					sk.cancel();
					sc.close();
					continue;
				}
				RequestHandler handler = new RequestHandler(ch, sk);
				pool.execute(handler);
			}
		}
	}

	public void register(ServerSocketChannel ssc, int ops) {
		try {
			ssc.register(selector, ops);
		} catch (ClosedChannelException e) {
			logger.error("NIODispatcher register", e);
		}
	}

 

 

 

以上是非堵塞的实现方式

堵塞的话要多一个接受者的线程来处理到来的连接 并把连接注册到Dispatcher线程的Selector中

堵塞的情况:

图示:

 额 图示上都没画箭头 箭头方向是NIO到acceptor和dispatcher  acceptor到dispatcher dispatcher负责处理任务(更确切的说是负责任务的派遣)

 

代码如下:

NIOServer中 不用设置阻塞模式 默认为阻塞:

 

	public void start() throws IOException{
		ServerSocketChannel ssc=ServerSocketChannel.open();
		// 设置端口绑定
		ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
		// 设置地址复用
		ssc.socket().setReuseAddress(true);
		
		Dispatcher dispatcher=new NIODispatcher();
		
		Acceptor acceptor=new NIOAcceptor(ssc, dispatcher);
		
		new Thread(acceptor).start();
		new Thread(dispatcher).start();
	}

 这里可以看到多了一个Acceptor线程

 

这个线程的内容很简单 就是负责把得到的连接注册到dispatcher上:

 

	@Override
	public void run() {
		while(true){
			try {
				SocketChannel sc=ssc.accept();
				sc.configureBlocking(false);
				dispatcher.register(sc, SelectionKey.OP_READ);
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

 最后是dispatcher的代码:

 

 

public class NIODispatcher implements Dispatcher {

	private static final LogUtil logger = new LogUtil(NIODispatcher.class);

	private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

	private Selector selector = null;

	private ExecutorService pool=null;
	
	public NIODispatcher() throws IOException {
		selector = Selector.open();
		pool=Executors.newCachedThreadPool();
	}

	@Override
	public void run() {
		while (true) {
			try {
				dispatch();
			} catch (IOException e) {
				System.out.println(e);
				logger.error("NIODispatcher run()", e);
			}
		}
	}

	private void dispatch() throws IOException {
		System.out.println("---select操作----");
		selector.select();
		for (Iterator<SelectionKey> itor = selector.selectedKeys().iterator(); itor
				.hasNext();) {
			SelectionKey sk = itor.next();
			itor.remove();
			SocketChannel sc = (SocketChannel) sk.channel();
			// 如果socket没有连接打开或者sk无效那么下一个
			System.out.println("---"+sc.getLocalAddress()+" ---");
			if (sc.socket().isClosed()|| !sk.isValid() || !sc.isOpen()) {
				System.out.println("连接无效");
				sk.cancel();
				sc.close();
				continue;
			}

			ChannelHelper ch = new ChannelHelper(sc, false);
			try {
				int count = ch.read();
				//小于等于零 意味着要么就是传过来的没有信息 要么就是有异常了
				// 而在读取中做了处理 如果返回是0就是没有信息了 可以安心关闭连接
				if (count <= 0) {
					sk.cancel();
					sc.close();
					continue;
				}
			} catch (Exception e) {
				logger.error("NIODiapatcher dispatch()", e);
				sk.cancel();
				sc.close();
				continue;
			}
			RequestHandler handler=new RequestHandler(ch, sk);
			pool.execute(handler);

		}
		lock.lock();
		lock.unlock();
	}

	@Override
	public void register(SocketChannel sc, int ops) {
		try {
			lock.lock();
			selector.wakeup();
			sc.register(selector, ops);
		} catch (Exception ex) {
			logger.error("NIODispatcher register", ex);
		} finally {
			lock.unlock();
		}
	}

}

 注意注册的时候要先让Selector wakeup一下 这是为了让在select()方法中堵塞的seletor能去做其他的事情(这里就是SocketChannel注册咯)

 

更多关于wakeup的解释看:http://www.iteye.com/topic/650195

评论

1 楼 tmartin 2013-09-12  

不错