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サーバークライアントの例を使用したJavaNIO（ノンブロッキングI / O）– java.nio.ByteBufferおよびchannels.Selector – Java NIO Vs. IO

公開: 2021-08-06
サーバークライアントの例を使用したJavaNIO（ノンブロッキングI：O）-CrunchifyNIOServer.java

Java NIOは私のお気に入りのトピックです。 私は過去2年間NIOと協力してきましたが、本番環境でこのコードを自由に使用できる読者のために、単純なServer-Client codeを共有したいと思います。

JDK 1.4以降、NIOは、すべてのJavaプログラマーがカスタムネイティブコードを処理することなく非常に高速な入出力を実装できるようにするために作成されました。 NIOはjava.nio.bufferライブラリを使用します。これは、任意のオペレーティングシステムの内部でバッファをドレインおよびフィルバックする単純なI / Oと比較されます。

このチュートリアルでは、 java.nio.channelsおよびjava.nio.channels.Selectorライブラリについて説明します。

  • channelsは、ファイルやソケットなどのI / O操作を実行できるエンティティへの接続を表します。 多重化された非ブロッキングI / O操作用のセレクターを定義します。
  • selectorは、このクラスのopen methodを呼び出すことで作成できます。このメソッドは、システムのデフォルトのセレクタープロバイダーを使用して新しいセレクターを作成します。
APIの詳細を含むjava.nioパッケージの説明

below questionsがある場合は、適切な場所にいます。

  • JavaNIOの使用を開始する方法
  • JavaNIOおよびJavaNIOチュートリアルとは何ですか
  • 非同期JavaNIO
  • javanioパッケージの正確な使用法は何ですか
  • JavaNIOチュートリアル
  • JavaNIOを使用して高性能I / Oを実装する方法

始めましょう：

ステップ1

  • port 1111で接続を開くCrunchifyNIOServer.javaを作成します
  • isAcceptable()を使用して、チャネルが新しいソケット接続を受け入れる準備ができているかどうかを確認します
    • はいの場合–接続します
  • isReadable()を使用して、チャネルが読み取りの準備ができているかどうかを確認します
    • はいの場合–バッファーから読み取り、Eclipseコンソールで印刷します
  • 最後の会社名を取得したら「crunchify」
    • 接続を閉じる

ステップ2

  • port 1111でサーバーに接続しようとするCrunchifyNIOClient.javaを作成します
  • 5つの会社名でArrayListを作成します
  • ArrayListを反復処理し、各companyNameをサーバーに送信します
  • タスク終了後に接続を閉じる

このJavaコードを見てください：

サーバーコード– CrunchifyNIOServer.java

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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 ) ;
}
}
 

クライアントコード– CrunchifyNIOClient.java

サーバークライアントの例を使用したJavaNIO（ノンブロッキングI：O）-CrunchifyNIOClient.java
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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 ) ;
}
}

サーバー側での結果：

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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 . . .

クライアント側での結果：

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Connecting to Server on port 1111...
sending : Facebook
sending : Twitter
sending : IBM
sending : Google
sending : Crunchify

いくつかのFAQ：

  1. クライアントから、持続的接続を維持するにはどうすればよいですか？
    • socket.setKeepAlive(true);を使用できます。 クライアント側からの接続を維持します。
  2. サーバーに送信したメッセージへの応答を読み取るにはどうすればよいですか。 サーバーは10秒ごとにメッセージを生成し続けます。 リクエストへの応答を読む必要があります。 私の理解では、TCPはレコードの終わりなどではなくデータを「ストリーミング」します。
    • クライアントサーバー通信の場合、プロトコルを適切に定義する必要があります。 readLine()呼び出しは、すべてのデータが返されるまでブロックされるため、使用しないでください。 Try reading bytes from the stream until -1 is returned.

それがうまくいくかどうか教えてください。