网络编程Socket的阻塞和非阻塞IO

网络应用程序一个很重要的工作是传输数据。传输数据的过程不一样取决于使用哪种“交通工具“，但是传输的方式都是一样的：都是以字节码传输。JAVA开发网络程序传输数据的过程和方式是被抽象了的，我们不需要关注底层接口，只需要使用Java API 或其他网络框架就能达到数据传输的目的。发送数据和接收数据都是字节码。Socket网络编程我就不多啰嗦了，这里我通过两个简单的示例比较下阻塞式IO（OIO）和非阻塞式IO（NIO）。OIO中，每个线程只能处理一个channel，该线程和该channel绑定。也就是同步的，客户端在发送请求后，必须得在服务端有回应后才发送下一个请求。所以这个时候的所有请求将会在服务端得到同步。NIO中，每个线程可以处理多个channel。也就是异步的，客户端在发送请求后，不必等待服务端的回应就可以发送下一个请求，这样对于所有的请求动作来说将会在服务端得到异步，这条请求的链路就象是一个请求队列，所有的动作在这里不会得到同步的。你可能使用过Java提供的网络接口工作过，遇到过想从阻塞传输切换到非阻塞传输的情况，这种情况是比较困难的，因为阻塞IO和非阻塞IO使用的API有很大的差异。当我们想切换传输方式时要花很大的精力和时间来重构代码。先看一个传统的阻塞IO传输实现的Socket服务端：/**
* 传统阻塞IO（OIO），原始socket
*
* <p>Title: PlainOioServer</p>
* @author wyx
* @date 2016-6-15 下午1:36:04
*/
public class PlainOioServer {
public void server（int port） throws Exception{
// bind server to port
final ServerSocket socket = new ServerSocket（port）;
while（true）{
// accept connection
final Socket clientSocket = socket.accept（）;
System.out.println（"Accepted connection form " + clientSocket）;
// create new thread to handle connection
new Thread（new Runnable（） {

@Override
public void run（） {
OutputStream out;
try {
out = clientSocket.getOutputStream（）;
// write message to connected client
out.write（"Hi！ ".getBytes（Charset.forName（"UTF-8"）））;
out.flush（）;
// close connection once message written and flushed
clientSocket.close（）;
} catch （IOException e） {
e.printStackTrace（）;
}
}
}）.start（）; // start thread to begin handling
}
}
}上面的方式很简洁，但是这种阻塞模式在大连接的情况就会有严重的问题，如：客户端连接超时，服务器响应严重延迟等。为了解决这一问题，我们可以使用异步网络处理所有的并发连接，但问题在于NIO和OIO的API是完全不同的，所以一个用OIO开发的网络应用程序想要使用NIO重构代码几乎是重新开发。下面代码是使用Java NIO实现的例子：/**
* 传统非阻塞式IO（NIO）,原始socket
*
* <p>Title: PlainNioServer</p>
* @author wyx
* @date 2016-6-15 下午1:46:09
*/
public class PlainNioServer {
public void server（int port） throws Exception{
System.out.println（"Listening for connections on port " + port）;
// open selector that handles channels
Selector selector = Selector.open（）;
// open ServerSocketChannel
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open（）;
// get ServerSocket
ServerSocket serverSocket = serverChannel.socket（）;
// bind server to port
serverSocket.bind（new InetSocketAddress（port））;
// set to non-blocking
serverChannel.configureBlocking（false）;
// register ServerSocket to selector and specify than it is interested in new accepted clients
serverChannel.register（selector, SelectionKey.OP_ACCEPT）;
final ByteBuffer msg = ByteBuffer.wrap（"Hi！ ".getBytes（））;
while（true）{
// Wait for new events that are ready for process. this will block until something happens
int n = selector.select（）;
if（n > 0）{
// Obtain all SelectionKey instances that received enents
Iterator<SelectionKey> iter = selector.selectedKeys（）.iterator（）;
while（iter.hasNext（））{
SelectionKey key = iter.next（）;
iter.remove（）;
//Check if event was because new client ready to get accepted
if（key.isAcceptable（））{
ServerSocketChannel server = （ServerSocketChannel） key.channel（）;
SocketChannel client = server.accept（）;
System.out.println（"Accepted connection from " + client）;
client.configureBlocking（false）;
// Accept client and register it to seletor
client.register（selector, SelectionKey.OP_WRITE, msg.duplicate（））;
}

// Check if event was because socket is ready to write data
if（key.isWritable（））{
SocketChannel client = （SocketChannel） key.channel（）;
ByteBuffer buff = （ByteBuffer） key.attachment（）;
// Write date to connected client
while（buff.hasRemaining（））{
if（client.write（buff） == 0）{
break;
}
}
client.close（）;
}
}
}
}
}
}如你所见，即使它们实现的功能时候一样的，但是代码完全不同。根据不同需求选用不同的实现方式，当然，也可以直接选择流行的网络传输框架实现，如：Netty。以便于后期维护。本文永久更新链接地址：http://www.linuxidc.com/Linux/2016-07/133496.htm