IO与NIO对于异步Socket的处理

以下的内容以代码为主，简单的展示了传统IO流和NIO流对Socket请求的处理。

简单来说，传统IO流想要处理多个客户端的Socket请求，它必须要不断的创建新的线程来专门为连入的Socket请求进行处理，如果连入的Socket请求很多，并且来自不同的IP或者端口就必须要不断的创建线程，对系统资源会造成很大的占用。

下面就是传统IO流异步处理Socket请求的代码：

package com.firstdata.IOSocket;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class SocketCase {

public static final int Port = 4495;
public static ServerSocket server = null;

public static void main(String[] args) throws IOException {
// TODO Auto-generated method stub
init();
System.out.println("Finish init!");
while (true) {
Socket socket = server.accept();
System.out.println("Client connected!" + socket.getPort());
try {
SocketProcess socketProcess = new SocketProcess(socket);
System.out.println("Start thread!");
// Thread thread = new Thread(socketCase);
Thread thread = new Thread(socketProcess);
thread.start();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}

}

}

private static void init() throws IOException {
server = new ServerSocket();
server.setSoTimeout(0);
server.setReuseAddress(true);
server.bind(new InetSocketAddress(4495));

}

}
除了上面这个主函数和初始化方法，还需要下面这个实现多线程的类：

package com.firstdata.IOSocket;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

public class SocketProcess implements Runnable {

private static Socket socket = null;

public SocketProcess(Socket socket) {
SocketProcess.socket = socket;
}

@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
try {
handlerSocket();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}

public static void handlerSocket() {
InputStream rd = null;
OutputStream bw = null;
try {
rd = getBufferedReader(socket);
bw = getBufferedWriter(socket);
byte[] ReqBuff = new byte[1000];
System.out.println("Ready receive the request message!");
while (rd.read(ReqBuff) > 0) {
System.out.println("start");
System.out.println(new String(ReqBuff));
System.out.println("finish");
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
try {
rd.close();
bw.close();
socket.close();
} catch (IOException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
}
}

private static InputStream getBufferedReader(Socket socket) throws IOException {
InputStream in = socket.getInputStream();
return in;
}

private static OutputStream getBufferedWriter(Socket socket) throws IOException {
OutputStream out = socket.getOutputStream();
return out;
}

}


有上面2个类就能够构成一个简单的异步Socket服务端类
对于NIO而已，NIO会有一个选择器的出现，有点类似在传统IO流的处理之后加上一块分配数据流的工作，这样能够使得Socket在不创建线程的任务下处理多个来自不同地方的Socket请求，对于NIO原理的介绍，网上有很多很多，下面是个简单的NIO类：

package com.firstdata.NIOSocket;

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.util.Iterator;

public class SocketCase {

// 通道管理器
private Selector selector;

/**
* 获得一个ServerSocket通道，并对该通道做一些初始化的工作
*
* @param port 绑定的端口号
* @throws IOException
*/
public void initServer(int port) throws IOException {
// 获得一个ServerSocket通道
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
// 设置通道为非阻塞
serverChannel.configureBlocking(false);
// 将该通道对应的ServerSocket绑定到port端口
serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
// 获得一个通道管理器
this.selector = Selector.open();
// 将通道管理器和该通道绑定，并为该通道注册SelectionKey.OP_ACCEPT事件,注册该事件后，
// 当该事件到达时，selector.select()会返回，如果该事件没到达selector.select()会一直阻塞。
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
System.out.println("OP_ACCEPT");
}

/**
* 采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件，如果有，则进行处理
*
* @throws IOException
*/
public void listen() {
System.out.println("服务端启动成功！");
// 轮询访问selector
while (true) {
// 当注册的事件到达时，方法返回；否则,该方法会一直阻塞
try {
selector.select();
// 获得selector中选中的项的迭代器，选中的项为注册的事件
Iterator<SelectionKey> ite = this.selector.selectedKeys().iterator();
while (ite.hasNext()) {
SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();
// 删除已选的key,以防重复处理
ite.remove();
// 客户端请求连接事件
if (key.isAcceptable()) {
ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
// 获得和客户端连接的通道
SocketChannel channel = server.accept();
// 设置成非阻塞
channel.configureBlocking(false);

// 在这里可以给客户端发送信息哦
channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向客户端发送了一条信息").getBytes()));
// 在和客户端连接成功之后，为了可以接收到客户端的信息，需要给通道设置读的权限。
channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);

// 获得了可读的事件
} else if (key.isReadable()) {
read(key);
}

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

/**
* 处理读取客户端发来的信息 的事件
*
* @param key
* @throws IOException
*/
public void read(SelectionKey key) throws IOException {
try {
// 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道
SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
// 创建读取的缓冲区
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(100);
int statusCode = channel.read(buffer);
System.out.println("length:" + statusCode);
if (statusCode != -1) {
byte[] data = buffer.array();
String msg = new String(data).trim();
System.out.println("服务端收到信息：" + msg);
ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes());
channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端
} else {
channel.close();
}
} catch (Exception e) {

}
}

/**
* 启动服务端测试
*
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
SocketCase server = new SocketCase();
server.initServer(4495);
server.listen();
}

}


本人只是代码的搬运工以及测试员。