Netty源码02-Java的NIO（二）

Channel 通道

通道表示到实体（如硬件设备、文件、网络套接字或程序组件）的开放连接，该实体能够执行一个或多个不同的I/O操作，例如读取或写入

FileChannel

• 用于读取、写入、映射和操作文件的通道
• 文件通道是连接到文件的SeekableByteChannel。它在其文件中有一个当前的position，可以是查询position，也可以是修改的position（long）。文件本身包含一个可变长度的字节序列，可以读取和写入，并且可以查询当前的size。当写入的字节超过当前大小时，文件大小会增加；当文件truncated时，文件大小会减小。文件还可能具有一些关联的元数据，例如访问权限、内容类型和上次修改时间；此类不定义元数据访问的方法。

FileChannel的类继承关系：

• FileChannel的读写分离体现了接口的隔离原则
• FileChannel中的read函数根据直接或非直接ByteBuffer读取到堆缓冲区或者直接返回buffer缓冲区

SocketChannel

• 网络套接字Socket和上面文件是一样的，在Linux上都抽象成了文件描述符fd
• SocketChannel面向流的连接套接字的可选通道
• 通过调用此类的open方法创建套接字通道。无法为任意的、预先存在的套接字创建通道。新创建的套接字通道已打开，但尚未连接。试图在未连接的通道上调用I/O操作将导致引发NotYetConnectedException。套接字通道可以通过调用其connect方法进行连接；一旦连接，套接字通道将保持连接，直到关闭。套接字通道是否连接可以通过调用其isConnected方法来确定
• SocketChannel支持无阻塞连接

SocketChannel的类继承关系：

Selector

Selector介绍

• Selector是SelectableChannel对象的多路复用选择器
• 可以通过调用此类的open方法来创建选择器，该方法将使用系统默认的java.nio.channels.spi.SelectorProvider选择器来创建新的选择器。还可以通过调用自定义选择器java.nio.channels.spi.SelectorProvider.openSelector方法来创建选择器。选择器保持打开状态，直到通过其close方法关闭为止

• SelectableChannel注册Selector，并选择感兴趣的SelectionKey。Selector维护三组SelectionKey：

  • key set：包含表示此选择器当前Channel注册的所有key。此集合由keys（）方法返回
  • selected-key set：是一组键，用来存放在一个selection期间，那些之前注册了感兴趣的SelectionKey的Channel已准备好可以操作的key的集合。此集合由selectedKeys（）方法返回。selected-key set始终是ket set的子集
  • cancelled-key set：是已取消但其Channel尚未注销的键集。此集合不能直接访问。cancelled-key set始终是ket set的子集

   ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
   ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

使用SelectionKey的注意点

• SelectionKey返回的集合在Handler响应的Key事件之后，需要将Key显式的删除，否在下一次select的时候，这个Key还在，而且删除需要用key的iterator进行删除，否则将会抛出异常（Java SE基础知识，容器删除元素后容器大小变化造成）

使用Selector的Java NIO示例代码

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
        ssc.socket().bind(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8888));
        ssc.configureBlocking(false);

        System.out.println("server started, listening on :" + ssc.getLocalAddress());
        Selector selector = Selector.open();
        ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

        while(true) {
            selector.select();
            Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
            Iterator<SelectionKey> it = keys.iterator();
            while(it.hasNext()) {
                SelectionKey key = it.next();
                it.remove();
                handle(key);
            }
        }

    }

    private static void handle(SelectionKey key) {
        if(key.isAcceptable()) {
            try {
                ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel) key.channel();
                SocketChannel sc = ssc.accept();
                sc.configureBlocking(false);
                //new Client
                //
                //String hostIP = ((InetSocketAddress)sc.getRemoteAddress()).getHostString();

            /*
            log.info("client " + hostIP + " trying  to connect");
            for(int i=0; i<clients.size(); i++) {
                String clientHostIP = clients.get(i).clientAddress.getHostString();
                if(hostIP.equals(clientHostIP)) {
                    log.info("this client has already connected! is he alvie " + clients.get(i).live);
                    sc.close();
                    return;
                }
            }*/

                sc.register(key.selector(), SelectionKey.OP_READ );
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
            }
        } else if (key.isReadable()) { //flip
            SocketChannel sc = null;
            try {
                sc = (SocketChannel)key.channel();
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(512);
                buffer.clear();
                int len = sc.read(buffer);

                if(len != -1) {
                    System.out.println(new String(buffer.array(), 0, len));
                }

                ByteBuffer bufferToWrite = ByteBuffer.wrap("HelloClient".getBytes());
                sc.write(bufferToWrite);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                if(sc != null) {
                    try {
                        sc.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
}