Java NIO (неблокирующий ввод-вывод) с примером сервер-клиент — java.nio.ByteBuffer и channels.Selector — Java NIO Vs. ИО

Опубликовано: 2021-08-06
Java NIO (неблокирующий ввод-вывод) с примером сервер-клиент — CrunchifyNIOServer.java

Java NIO — моя любимая тема. Я работаю с NIO последние 2 года и хотел бы поделиться простым Server-Client code для своих читателей, которые могут свободно использовать этот код в своей производственной среде.

Начиная с JDK 1.4, NIO был создан, чтобы позволить всем Java-программистам реализовать очень высокоскоростной ввод-вывод без необходимости иметь дело с собственным собственным кодом. NIO использует библиотеку java.nio.buffer по сравнению с простым вводом-выводом, который истощает и заполняет задний буфер внутри любой операционной системы.

В этом руководстве мы рассмотрим библиотеки java.nio.channels и java.nio.channels.Selector .

  • channels представляют соединения с объектами, способными выполнять операции ввода-вывода, такими как файлы и сокеты; определяет селекторы для мультиплексированных неблокирующих операций ввода-вывода.
  • selector можно создать, вызвав open method этого класса, который будет использовать системный поставщик селекторов по умолчанию для создания нового селектора.
объяснение пакета java.nio с подробностями API

Если у вас есть следующие below questions , то вы находитесь в правильном месте:

  • Как начать работу с Java NIO
  • Что такое Java NIO и учебники по Java NIO
  • Асинхронный Java NIO
  • Каково точное использование пакета java nio
  • Учебник по Java NIO
  • Как реализовать высокопроизводительный ввод-вывод с помощью Java NIO

Давайте начнем:

Шаг 1

  • Создайте CrunchifyNIOServer.java , который открывает соединение через port 1111 .
  • используйте isAcceptable() , чтобы проверить, готов ли канал принять новое соединение сокета
    • Если да - подключите
  • используйте isReadable() , чтобы проверить, готов ли канал для чтения
    • если да – читать из буфера и печатать в консоли Eclipse
  • Как только вы получите фамилию компании, нажмите «crunchify».
    • тесная связь

Шаг 2

  • Создайте CrunchifyNIOClient.java , который пытается подключиться к серверу через port 1111 .
  • Создайте ArrayList с 5 названиями компаний
  • Переберите ArrayList и отправьте каждое имя компании на сервер
  • Закрыть соединение после завершения задачи

Взгляните на этот код Java:

Код сервера — 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 ) ;
}
}
 

Клиентский код — CrunchifyNIOClient.java

Java NIO (неблокирующий ввод-вывод) с примером сервер-клиент — 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 ) ;
}
}

Результат на стороне сервера:

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 . . .

Результат на стороне клиента:

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

Несколько часто задаваемых вопросов:

  1. С клиента, как мне поддерживать постоянное соединение?
    • Вы можете использовать socket.setKeepAlive(true); иметь живые соединения со стороны клиента.
  2. Как мне прочитать ответ на сообщение, которое я отправляю на сервер. Сервер продолжает генерировать сообщения каждые 10 секунд. Мне просто нужно прочитать ответ на мой запрос. Насколько я понимаю, TCP «передает» данные вместо конца записи и т. д.
    • Для связи клиент-сервер протокол должен быть четко определен. Вызов readLine() будет заблокирован до тех пор, пока не будут возвращены все данные, поэтому не используйте его. Try reading bytes from the stream until -1 is returned.

Дай мне знать, если это работает.