Java NIO (إدخال / إخراج بدون حظر) مع مثال عميل الخادم - java.nio.ByteBuffer والقنوات.Selector - Java NIO مقابل. IO

نشرت: 2021-08-06
Java NIO (بدون حظر I: O) مع مثال عميل الخادم - CrunchifyNIOServer.java

Java NIO هو موضوعي المفضل. أعمل مع NIO منذ العامين الماضيين وأرغب في مشاركة Server-Client code البسيط لقرائي الذين يتمتعون بحرية استخدام هذا الرمز في بيئة الإنتاج الخاصة بهم.

بدءًا من JDK 1.4 ، تم إنشاء NIO للسماح لجميع مبرمجي Java بتنفيذ إدخال / إخراج عالي السرعة دون الحاجة إلى التعامل مع التعليمات البرمجية الأصلية المخصصة. يستخدم NIO مكتبة java.nio.buffer مقارنة بمدخلات الإدخال / الإخراج البسيطة التي تستنزف وتعبئ المخزن المؤقت داخليًا لأي نظام تشغيل.

في هذا البرنامج التعليمي سوف ننتقل إلى مكتبات java.nio.channels و java.nio.channels.Selector .

  • تمثل channels الاتصالات بالكيانات القادرة على تنفيذ عمليات الإدخال / الإخراج ، مثل الملفات والمآخذ ؛ يحدد المحددات لعمليات الإدخال / الإخراج متعددة الإرسال وغير المحظورة.
  • يمكن إنشاء selector عن طريق استدعاء open method لهذه الفئة ، والتي ستستخدم موفر المحدِّد الافتراضي للنظام لإنشاء محدِّد جديد.
شرح حزمة java.nio مع تفاصيل API

إذا كانت لديك below questions ، فأنت في المكان الصحيح:

  • كيف تبدأ مع Java NIO
  • ما هي برامج Java NIO و Java NIO التعليمية
  • Java NIO غير المتزامن
  • ما هو الاستخدام الدقيق لحزمة java nio
  • برنامج Java NIO التعليمي
  • كيفية تنفيذ إدخال / إخراج عالي الأداء باستخدام Java NIO

هيا بنا نبدأ:

الخطوة 1

  • قم CrunchifyNIOServer.java الذي يفتح الاتصال على port 1111
  • استخدم isAcceptable() للتحقق مما إذا كانت القناة جاهزة لقبول اتصال مقبس جديد
    • إذا كانت الإجابة بنعم - قم بتوصيله
  • استخدم isReadable() للتحقق مما إذا كانت القناة جاهزة للقراءة
    • إذا كانت الإجابة بنعم - اقرأ من المخزن المؤقت واطبع على وحدة تحكم Eclipse
  • بمجرد الحصول على اسم الشركة الأخير "crunchify"
    • اغلق الاتصال

الخطوة 2

  • قم CrunchifyNIOClient.java الذي يحاول الاتصال بالخادم على port 1111
  • قم بإنشاء ArrayList مع 5 أسماء شركات
  • كرر من خلال ArrayList وأرسل اسم الشركة إلى الخادم
  • إغلاق الاتصال بعد انتهاء المهمة

ألق نظرة على كود Java هذا:

كود الخادم - CrunchifyNIOServer.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
package crunchify . com . tutorials ;
 
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 ;
import java . util . Set ;
 
/**
* @author Crunchify.com
* Java NIO (Non-blocking I/O) with Server-Client Example - java.nio.ByteBuffer and channels.Selector
* This is CrunchifyNIOServer.java
*/
 
public class CrunchifyNIOServer {
 
@ SuppressWarnings ( "unused" )
public static void main ( String [ ] args ) throws IOException {
 
// Selector: A multiplexor of SelectableChannel objects.
// A selector may be created by invoking the open method of this class, which will use the system's default selector provider to create a new selector.
// A selector may also be created by invoking the openSelector method of a custom selector provider. A selector remains open until it is closed via its close method.
Selector selector = Selector . open ( ) ; // selector is open here
 
// ServerSocketChannel: A selectable channel for stream-oriented listening sockets.
// A server-socket channel is created by invoking the open method of this class.
// It is not possible to create a channel for an arbitrary, pre-existing ServerSocket.
ServerSocketChannel crunchifySocket = ServerSocketChannel . open ( ) ;
// InetSocketAddress: This class implements an IP Socket Address (IP address + port number) It can also be a pair (hostname + port number),
// in which case an attempt will be made to resolve the hostname.
// If resolution fails then the address is said to be unresolved but can still be used on some circumstances like connecting through a proxy.
InetSocketAddress crunchifyAddr = new InetSocketAddress ( "localhost" , 1111 ) ;
 
// Binds the channel's socket to a local address and configures the socket to listen for connections
crunchifySocket . bind ( crunchifyAddr ) ;
 
// Adjusts this channel's blocking mode.
crunchifySocket . configureBlocking ( false ) ;
 
int ops = crunchifySocket . validOps ( ) ;
// SelectionKey: A token representing the registration of a SelectableChannel with a Selector.
// A selection key is created each time a channel is registered with a selector.
// A key remains valid until it is cancelled by invoking its cancel method, by closing its channel, or by closing its selector.
SelectionKey selectKy = crunchifySocket . register ( selector , ops , null ) ;
 
// Infinite loop..
// Keep server running
while ( true ) {
 
log ( "I'm a server and I'm waiting for new connection and buffer select..." ) ;
// Selects a set of keys whose corresponding channels are ready for I/O operations
selector . select ( ) ;
 
// token representing the registration of a SelectableChannel with a Selector
Set < SelectionKey > crunchifyKeys = selector . selectedKeys ( ) ;
Iterator < SelectionKey > crunchifyIterator = crunchifyKeys . iterator ( ) ;
 
while ( crunchifyIterator . hasNext ( ) ) {
SelectionKey myKey = crunchifyIterator . next ( ) ;
 
// Tests whether this key's channel is ready to accept a new socket connection
if ( myKey . isAcceptable ( ) ) {
SocketChannel crunchifyClient = crunchifySocket . accept ( ) ;
 
// Adjusts this channel's blocking mode to false
crunchifyClient . configureBlocking ( false ) ;
 
// Operation-set bit for read operations
crunchifyClient . register ( selector , SelectionKey . OP_READ ) ;
log ( "Connection Accepted: " + crunchifyClient . getLocalAddress ( ) + "\n" ) ;
 
// Tests whether this key's channel is ready for reading
} else if ( myKey . isReadable ( ) ) {
SocketChannel crunchifyClient = ( SocketChannel ) myKey . channel ( ) ;
// ByteBuffer: A byte buffer.
// This class defines six categories of operations upon byte buffers:
// Absolute and relative get and put methods that read and write single bytes;
// Absolute and relative bulk get methods that transfer contiguous sequences of bytes from this buffer into an array;
ByteBuffer crunchifyBuffer = ByteBuffer . allocate ( 256 ) ;
crunchifyClient . read ( crunchifyBuffer ) ;
String result = new String ( crunchifyBuffer . array ( ) ) . trim ( ) ;
 
log ( "Message received: " + result ) ;
 
if ( result . equals ( "Crunchify.com" ) ) {
crunchifyClient . close ( ) ;
log ( "\nIt's time to close connection as we got last company name 'Crunchify'" ) ;
log ( "\nServer will keep running. Try running client again to establish new connection" ) ;
}
}
crunchifyIterator . remove ( ) ;
}
}
}
 
private static void log ( String str ) {
System . out . println ( str ) ;
}
}
 

كود العميل - CrunchifyNIOClient.java

Java NIO (بدون حظر I: O) مع مثال عميل الخادم - CrunchifyNIOClient.java
Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
package crunchify . com . tutorials ;
 
import java . io . IOException ;
import java . net . InetSocketAddress ;
import java . nio . ByteBuffer ;
import java . nio . channels . SocketChannel ;
import java . util . ArrayList ;
 
/**
* @author Crunchify.com
* Java NIO (Non-blocking I/O) with Server-Client Example - java.nio.ByteBuffer and channels.Selector
* This is CrunchifyNIOClient.java
*/
 
public class CrunchifyNIOClient {
 
public static void main ( String [ ] args ) throws IOException , InterruptedException {
 
InetSocketAddress crunchifyAddr = new InetSocketAddress ( "localhost" , 1111 ) ;
//  selectable channel for stream-oriented connecting sockets
SocketChannel crunchifyClient = SocketChannel . open ( crunchifyAddr ) ;
 
log ( "Connecting to Server on port 1111..." ) ;
 
ArrayList <String> companyDetails = new ArrayList <String> ( ) ;
 
// create a ArrayList with companyName list
companyDetails . add ( "Facebook" ) ;
companyDetails . add ( "Twitter" ) ;
companyDetails . add ( "IBM" ) ;
companyDetails . add ( "Google" ) ;
companyDetails . add ( "Crunchify" ) ;
 
for ( String companyName : companyDetails ) {
 
byte [ ] message = new String ( companyName ) . getBytes ( ) ;
ByteBuffer buffer = ByteBuffer . wrap ( message ) ;
crunchifyClient . write ( buffer ) ;
 
log ( "sending: " + companyName ) ;
buffer . clear ( ) ;
 
// wait for 2 seconds before sending next message
Thread . sleep ( 2000 ) ;
}
// close(): Closes this channel.
// If the channel has already been closed then this method returns immediately.
// Otherwise it marks the channel as closed and then invokes the implCloseChannel method in order to complete the close operation.
crunchifyClient . close ( ) ;
}
 
private static void log ( String str ) {
System . out . println ( str ) ;
}
}

النتيجة على جانب الخادم:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
I 'm a server and I' m waiting for new connection and buffer select . . .
Connection Accepted : / 127.0.0.1 : 1111
 
I 'm a server and <meta charset="utf-8"/>I' m waiting for new connection and buffer select . . .
Message received : Facebook
< meta charset = "utf-8" / > I 'm a server and <meta charset="utf-8"/>I' m waiting for new connection and buffer select . . .
Message received : Twitter
< meta charset = "utf-8" / > I 'm a server and <meta charset="utf-8"/>I' m waiting for new connection and buffer select . . .
Message received : IBM
< meta charset = "utf-8" / > I 'm a server and <meta charset="utf-8"/>I' m waiting for new connection and < a href = "https://crunchify.com/how-to-remove-duplicate-elements-from-csv-or-any-other-file-in-java/" target = "_blank" rel = "noreferrer noopener" > buffer < / a > select . . .
Message received : Google
< meta charset = "utf-8" / > I 'm a server and <meta charset="utf-8"/>I' m waiting for new connection and buffer select . . .
Message received : Crunchify
 
It 's time to <a href="https://crunchify.com/json-manipulation-in-java-examples/" target="_blank" rel="noreferrer noopener">close connection</a> as we got last company name ' Crunchify '
 
Server will keep running. Try running client again to establish new connection
<meta charset="utf-8"/>I' m a server and < meta charset = "utf-8" / > I ' m waiting for new connection and buffer select . . .

النتيجة من جانب العميل:

1
2
3
4
5
6
Connecting to Server on port 1111...
sending : Facebook
sending : Twitter
sending : IBM
sending : Google
sending : Crunchify

قليل من الأسئلة الشائعة:

  1. من العميل ، كيف أحافظ على اتصال دائم؟
    • يمكنك استخدام socket.setKeepAlive(true); للحصول على اتصالات حية من جانب العميل.
  2. كيف أقرأ ردًا على الرسالة التي أرسلها إلى الخادم. يستمر الخادم في إنشاء الرسائل كل 10 ثوانٍ. أنا فقط بحاجة لقراءة الرد على طلبي. بناءً على ما أفهمه ، فإن بيانات "تدفقات" TCP بدلاً من نهاية السجل ، إلخ.
    • بالنسبة لاتصال خادم العميل ، يجب تحديد البروتوكول جيدًا. سيتم حظر مكالمة readLine() حتى يتم إرجاع جميع البيانات ، لذلك لا تستخدمها. Try reading bytes from the stream until -1 is returned.

دعنا نذهب للعمل.