《精通并發與Netty》學習筆記（12 - 詳解NIO (三) SocketChannel、Pipe）

一、SocketChannel
Java NIO中的SocketChannel是一個連接到TCP網絡套接字的通道。可以通過以下2種方式創建SocketChannel：

打開一個SocketChannel并連接到互聯網上的某臺服務器。
一個新連接到達ServerSocketChannel時，會創建一個SocketChannel。

打開 SocketChannel
下面是SocketChannel的打開方式：

SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("http://jenkov.com", 80));

關閉 SocketChannel

當用完SocketChannel之后調用SocketChannel.close()關閉SocketChannel：

socketChannel.close();

從 SocketChannel 讀取數據

要從SocketChannel中讀取數據，調用一個read()的方法之一。以下是例子：

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = socketChannel.read(buf);

首先，分配一個Buffer。從SocketChannel讀取到的數據將會放到這個Buffer中。

然后，調用SocketChannel.read()。該方法將數據從SocketChannel 讀到Buffer中。read()方法返回的int值表示讀了多少字節進Buffer里。如果返回的是-1，表示已經讀到了流的末尾（連接關閉了）。

寫入 SocketChannel
寫數據到SocketChannel用的是SocketChannel.write()方法，該方法以一個Buffer作為參數。示例如下：

String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();
buf.put(newData.getBytes());
buf.flip();
while(buf.hasRemaining()) {
channel.write(buf);
}

注意SocketChannel.write()方法的調用是在一個while循環中的。Write()方法無法保證能寫多少字節到SocketChannel。所以，我們重復調用write()直到Buffer沒有要寫的字節為止。

非阻塞模式
可以設置 SocketChannel 為非阻塞模式（non-blocking mode）.設置之后，就可以在異步模式下調用connect(), read() 和write()了。

connect()
如果SocketChannel在非阻塞模式下，此時調用connect()，該方法可能在連接建立之前就返回了。為了確定連接是否建立，可以調用finishConnect()的方法。像這樣：

socketChannel.configureBlocking(false);
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("http://jenkov.com", 80));

while(! socketChannel.finishConnect() ){
//wait, or do something else...
}

write()

非阻塞模式下，write()方法在尚未寫出任何內容時可能就返回了。所以需要在循環中調用write()。前面已經有例子了，這里就不贅述了。

read()
非阻塞模式下,read()方法在尚未讀取到任何數據時可能就返回了。所以需要關注它的int返回值，它會告訴你讀取了多少字節。

非阻塞模式與選擇器
非阻塞模式與選擇器搭配會工作的更好，通過將一或多個SocketChannel注冊到Selector，可以詢問選擇器哪個通道已經準備好了讀取，寫入等

二、Java NIO DatagramChannel
Java NIO中的DatagramChannel是一個能收發UDP包的通道。因為UDP是無連接的網絡協議，所以不能像其它通道那樣讀取和寫入。它發送和接收的是數據包。

打開 DatagramChannel
下面是 DatagramChannel 的打開方式：

DatagramChannel channel = DatagramChannel.open();
channel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));

這個例子打開的 DatagramChannel可以在UDP端口9999上接收數據包。

接收數據
通過receive()方法從DatagramChannel接收數據，如：

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();
channel.receive(buf);

receive()方法會將接收到的數據包內容復制到指定的Buffer. 如果Buffer容不下收到的數據，多出的數據將被丟棄。

發送數據
通過send()方法從DatagramChannel發送數據，如:

String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();
buf.put(newData.getBytes());
buf.flip();
int bytesSent = channel.send(buf, new InetSocketAddress("jenkov.com", 80));

這個例子發送一串字符到”jenkov.com”服務器的UDP端口80。因為服務端并沒有監控這個端口，所以什么也不會發生。也不會通知你發出的數據包是否已收到，因為UDP在數據傳送方面沒有任何保證。

連接到特定的地址
可以將DatagramChannel“連接”到網絡中的特定地址的。由于UDP是無連接的，連接到特定地址并不會像TCP通道那樣創建一個真正的連接。而是鎖住DatagramChannel ，讓其只能從特定地址收發數據。

這里有個例子:

channel.connect(new InetSocketAddress("jenkov.com", 80));

當連接后，也可以使用read()和write()方法，就像在用傳統的通道一樣。只是在數據傳送方面沒有任何保證。這里有幾個例子：

int bytesRead = channel.read(buf);
int bytesWritten = channel.write(but);

三、Pipe

Java NIO 管道是2個線程之間的單向數據連接。Pipe有一個source通道和一個sink通道。數據會被寫到sink通道，從source通道讀取。

這里是Pipe原理的圖示：

創建管道
通過Pipe.open()方法打開管道。例如：

Pipe pipe = Pipe.open();

向管道寫數據

要向管道寫數據，需要訪問sink通道。像這樣：

Pipe.SinkChannel sinkChannel = pipe.sink();

通過調用SinkChannel的write()方法，將數據寫入SinkChannel,像這樣：

String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
buf.clear();
buf.put(newData.getBytes());

buf.flip();

while(buf.hasRemaining()) {
sinkChannel.write(buf);
}

從管道讀取數據

從讀取管道的數據，需要訪問source通道，像這樣：

Pipe.SourceChannel sourceChannel = pipe.source();

調用source通道的read()方法來讀取數據，像這樣：

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = sourceChannel.read(buf);

read()方法返回的int值會告訴我們多少字節被讀進了緩沖區。

posted on 2019-05-21 17:10 友帥老師閱讀(465) 評論(0) 收藏舉報

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