之前在上一章Netty專題-（2）NIO三大核心中介紹了NIO的三大核心類Selector 、 Channel 和 Buffer，這一章我們將利用這些核心進行編程實現相關的一些功能。在正式進入編程之前我們還需要介紹一些概念。

1 NIO網絡編程關系圖

（1）當客戶端連接時，會通過 ServerSocketChannel 得到 SocketChannel
（2）Selector 進行監聽 select 方法, 返回有事件發生的通道的個數
（3）將 socketChannel 注冊到 Selector 上, register(Selector sel, int ops), 一個 selector 上可以注冊多個 SocketChannel
（4）注冊后返回一個 SelectionKey, 會和該 Selector 關聯(集合)
（5）進一步得到各個 SelectionKey (有事件發生)
（6）在通過 SelectionKey 反向獲取 SocketChannel , 方法 channel()
（7）通過得到的 channel完成業務處理

2 NIO網絡編程入門案例

為了讓大家更好的對上面的流程理解，這里首先給大家一個樣例，使用NIO實現服務器端和客戶端之間的數據簡單通訊（非阻塞），希望大家好好看完和自己動手操作，這樣對大家理解 NIO 非阻塞網絡編程機制有很大的幫助。我們直接上代碼：
首先是服務端：

//創建ServerSocketChannel -> ServerSocketServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();//得到一個Selecor對象Selector selector = Selector.open();//綁定一個端口6666, 在服務器端監聽serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(6666));//設置為非阻塞serverSocketChannel.configureBlocking(false);//把 serverSocketChannel 注冊到 selector 關心 事件為 OP_ACCEPTserverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);System.out.println("注冊后的selectionkey 數量=" + selector.keys().size()); //循環等待客戶端連接while (true) {//這里我們等待1秒，如果沒有事件發生, 返回if(selector.select(1000) == 0) { //沒有事件發生System.out.println("服務器等待了1秒，無連接");continue;}//如果返回的>0, 就獲取到相關的 selectionKey集合//1.如果返回的>0， 表示已經獲取到關注的事件//2. selector.selectedKeys() 返回關注事件的集合// 通過 selectionKeys 反向獲取通道Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();System.out.println("selectionKeys 數量 = " + selectionKeys.size());//遍歷 Set<SelectionKey>, 使用迭代器遍歷Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectionKeys.iterator();while (keyIterator.hasNext()) {//獲取到SelectionKeySelectionKey key = keyIterator.next();//根據key 對應的通道發生的事件做相應處理if(key.isAcceptable()) { //如果是 OP_ACCEPT, 有新的客戶端連接//該該客戶端生成一個 SocketChannelSocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();System.out.println("客戶端連接成功 生成了一個 socketChannel " + socketChannel.hashCode());//將 SocketChannel 設置為非阻塞socketChannel.configureBlocking(false);//將socketChannel 注冊到selector, 關注事件為 OP_READ， 同時給socketChannel關聯一個BuffersocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024));System.out.println("客戶端連接后 ，注冊的selectionkey 數量=" + selector.keys().size()); //2,3,4..}if(key.isReadable()) { //發生 OP_READ//通過key 反向獲取到對應channelSocketChannel channel = (SocketChannel)key.channel();//獲取到該channel關聯的bufferByteBuffer buffer = (ByteBuffer)key.attachment();channel.read(buffer);System.out.println("form 客戶端 " + new String(buffer.array()));}//手動從集合中移動當前的selectionKey, 防止重復操作keyIterator.remove();}}

然后是客戶端：

//得到一個網絡通道SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();//設置非阻塞socketChannel.configureBlocking(false);//提供服務器端的ip 和 端口InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 6666);//連接服務器if (!socketChannel.connect(inetSocketAddress)) {while (!socketChannel.finishConnect()) {System.out.println("因為連接需要時間，客戶端不會阻塞，可以做其它工作..");}}//...如果連接成功，就發送數據String str = "hello, likangmin~";//Wraps a byte array into a bufferByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(str.getBytes());//發送數據，將 buffer 數據寫入 channelsocketChannel.write(buffer);System.in.read();

以上創建的步驟基本是按照之前介紹的流程走的，大家應該可以看的明白。之后我們首先啟動服務端;

然后啟動客戶端：

成功接收。

3 NIO相關類介紹

3.1 SelectionKey

（1）SelectionKey基本介紹
SelectionKey，表示 Selector 和網絡通道的注冊關系, 共四種:

int OP_ACCEPT：有新的網絡連接可以 accept，值為 16 int OP_CONNECT：代表連接已經建立，值為 8 int OP_READ：代表讀操作，值為 1 int OP_WRITE：代表寫操作，值為 4

在其源碼中表示為：

public static final int OP_READ = 1 << 0; public static final int OP_WRITE = 1 << 2; public static final int OP_CONNECT = 1 << 3; public static final int OP_ACCEPT = 1 << 4;

（2）SelectionKey 相關方法

3.2 ServerSocketChannel

（1）ServerSocketChannel 在服務器端監聽新的客戶端 Socket 連接
（2）ServerSocketChannel相關方法

3.3 SocketChannel

（1）SocketChannel，網絡 IO 通道，具體負責進行讀寫操作。NIO 把緩沖區的數據寫入通道，或者把通道里的數 據讀到緩沖區。
（2）SocketChannel相關方法

4 NIO應用實例-群聊系統

了解了NIO的網絡編程以后，接下來我們具體實現一個比較難一點的要求：

編寫一個 NIO 群聊系統，實現服務器端和客戶端之間的數據簡單通訊（非阻塞）

實現多人群聊

服務器端：可以監測用戶上線，離線，并實現消息轉發功能

客戶端：通過 channel 可以無阻塞發送消息給其它所有用戶，同時可以接受其它用戶發送的消息(有服務器轉發 得到)

實現的效果圖大致如下：

大家在往下看之前可以自己先動手實現一下，然后跟我這里給出的示例進行對比，這樣更有助于大家進一步理解 NIO 非阻塞網絡編程機制。
同樣的首先編寫服務端代碼：

//定義屬性private Selector selector;private ServerSocketChannel listenChannel;private static final int PORT = 6667;//構造器//初始化工作public GroupChatServer() {try {//得到選擇器selector = Selector.open();//ServerSocketChannellistenChannel = ServerSocketChannel.open();//綁定端口listenChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(PORT));//設置非阻塞模式listenChannel.configureBlocking(false);//將該listenChannel 注冊到selectorlistenChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);}catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}//監聽public void listen() {System.out.println("監聽線程: " + Thread.currentThread().getName());try {//循環處理while (true) {int count = selector.select();if(count > 0) {//有事件處理//遍歷得到selectionKey 集合Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();while (iterator.hasNext()) {//取出selectionkeySelectionKey key = iterator.next();//監聽到acceptif(key.isAcceptable()) {SocketChannel sc = listenChannel.accept();sc.configureBlocking(false);//將該 sc 注冊到seletorsc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);//提示System.out.println(sc.getRemoteAddress() + " 上線 ");}if(key.isReadable()) { //通道發送read事件，即通道是可讀的狀態//處理讀 (專門寫方法..)readData(key);}//當前的key 刪除，防止重復處理iterator.remove();}} else {System.out.println("等待....");}}}catch (Exception e) {e.printStackTrace();}finally {//發生異常處理....}}//讀取客戶端消息private void readData(SelectionKey key) {//取到關聯的channleSocketChannel channel = null;try {//得到channelchannel = (SocketChannel) key.channel();//創建bufferByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);int count = channel.read(buffer);//根據count的值做處理if(count > 0) {//把緩存區的數據轉成字符串String msg = new String(buffer.array());//輸出該消息System.out.println("form 客戶端: " + msg);//向其它的客戶端轉發消息(去掉自己), 專門寫一個方法來處理sendInfoToOtherClients(msg, channel);}}catch (IOException e) {try {System.out.println(channel.getRemoteAddress() + " 離線了..");//取消注冊key.cancel();//關閉通道channel.close();}catch (IOException e2) {e2.printStackTrace();;}}}//轉發消息給其它客戶(通道)private void sendInfoToOtherClients(String msg, SocketChannel self ) throws IOException{System.out.println("服務器轉發消息中...");System.out.println("服務器轉發數據給客戶端線程: " + Thread.currentThread().getName());//遍歷 所有注冊到selector 上的 SocketChannel,并排除 selffor(SelectionKey key: selector.keys()) {//通過 key 取出對應的 SocketChannelChannel targetChannel = key.channel();//排除自己if(targetChannel instanceof SocketChannel && targetChannel != self) {//轉型SocketChannel dest = (SocketChannel)targetChannel;//將msg 存儲到bufferByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes());//將buffer 的數據寫入 通道dest.write(buffer);}}}

然后編寫客戶端的代碼：

//定義相關的屬性private final String HOST = "127.0.0.1"; // 服務器的ipprivate final int PORT = 6667; //服務器端口private Selector selector;private SocketChannel socketChannel;private String username;//構造器, 完成初始化工作public GroupChatClient() throws IOException {selector = Selector.open();//連接服務器socketChannel = socketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", PORT));//設置非阻塞socketChannel.configureBlocking(false);//將channel 注冊到selectorsocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);//得到usernameusername = socketChannel.getLocalAddress().toString().substring(1);System.out.println(username + " is ok...");}//向服務器發送消息public void sendInfo(String info) {info = username + " 說：" + info;try {socketChannel.write(ByteBuffer.wrap(info.getBytes()));}catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}//讀取從服務器端回復的消息public void readInfo() {try {int readChannels = selector.select();if(readChannels > 0) {//有可以用的通道Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();while (iterator.hasNext()) {SelectionKey key = iterator.next();if(key.isReadable()) {//得到相關的通道SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();//得到一個BufferByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);//讀取sc.read(buffer);//把讀到的緩沖區的數據轉成字符串String msg = new String(buffer.array());System.out.println(msg.trim());}}iterator.remove(); //刪除當前的selectionKey, 防止重復操作} else {//System.out.println("沒有可以用的通道...");}}catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}

然后在服務端的main方法中增加如下代碼：

//創建服務器對象GroupChatServer groupChatServer = new GroupChatServer();groupChatServer.listen();

同樣的在客戶端的main方法中增加如下代碼：

//啟動我們客戶端GroupChatClient chatClient = new GroupChatClient();//啟動一個線程, 每個3秒，讀取從服務器發送數據new Thread() {public void run() {while (true) {chatClient.readInfo();try {Thread.currentThread().sleep(3000);}catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}.start();//發送數據給服務器端Scanner scanner = new Scanner(System.in);while (scanner.hasNextLine()) {String s = scanner.nextLine();chatClient.sendInfo(s);}

然后就可以啟動服務端了：

之后我們可以啟動多個客戶端進行測試，可能有的沒有開啟相關的配置，將客戶端run起來以后不能開啟第二個，這里只需要進行一下簡單的配置即可，筆者用的是IDEA，所以介紹一下IDEA的開啟方式。大家按照我的方式即可。

我們開啟兩個客戶端進行測試：

然后發消息進行測試，在63886中發送：你好，我是63886：

可以看到服務器對消息進行了轉發：

同時63939也收到了來自63886的消息：

同樣的，我們在客戶端63939中發送消息：你好，我是63939：

同樣服務器也進行了轉發：

客戶端63886也收到了63939的消息：

使用NIO實現簡單的群聊基本已經實現，大家看一下自己的與我這里提供的有什么差別。當然有些功能可能不完善，這里只是作為一個簡單的案例，太復雜的功能可以學習完以后在進行添加。下一章我們將介紹一下NIO的零拷貝。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Netty专题-（3）NIO网络编程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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