利用异步输入输出流编写Socket进程通信[Java编程]

同步?异步输入输出机制的引入

在Merlin之前,编写Socket程序是比 较烦琐的工作.因为输入输出都必须同步.这样,关于多客户端客户/服务器情势, 不得不利用多线程.即为每个衔接的客户都分配一个线程来处理输入输出.由此而 带来的问题是不可思议的.程序员不得不为了避免死锁,线程安全等问题,举行大 量的编码和测试.很多人都在抱怨为什么不在Java中引入异步输入输出机制.对比 官方的注释是,任何一种利用程序接口的引入,都必须兼容任何操作平台.因为 Java是跨平台的.而当时支持异步输入输出机制的操作平台明显不大概是全部.自 Java 2 Platform今后,别离出J2SE,J2ME,J2EE三种差别范例的利用程序接口,以 适应差别的利用开辟.Java尺度的制订者们意识到了这个问题,并且支持异步输入 输出机制的操作平台在当今操作平台中处于主流地位.于是,Jdk(J2SE) 的第五次 公布中引入了异步输入输出机制.

从前的Socket进程通信程序计划中,一 般客户端和服务器端程序计划以下:

服务器端:

　 //服务器 端监听线程
　　while (true) {
　　　　　　　 　.............
　　　　　　　　Socket clientSocket;
　　　 　　　　　clientSocket = socket.accept(); //获得客户恳求Socket,假如没 有//客户恳求衔接,线程在此处阻塞
　　　　　　　　//用获得的Socket 构造输入输出流
　　　　　　　　PrintStream os = new PrintStream (new
　　　　　　　　BufferedOutputStream (clientSocket.getOutputStream(),
　　　　　　　　1024), false);
　　　　　　　　BufferedReader is = new BufferedReader (new
　　　　　　　　InputStreamReader (clientSocket.getInputStream()));
　　　　　　　　//成立客户会话 线程,举行输入输出掌握,为同步机制
　　　　　　　　new ClientSession();
　　　　　　　　.......
　　　　　　　　 }

客户端:

　............
　 clientSocket = new Socket(HOSTNAME, LISTENPORT);//衔接服务器套接字
　 //用获得的 Socket构造输入输出流
　 PrintStream os = new PrintStream(new
　　　　　　　　BufferedOutputStream(clientSocket.getOutputStream (),
　　　　　　　　1024), false);
　　　　　　　　 BufferedReader is = new BufferedReader(new
　　　　　　　　 InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
　 //举行输入 输出掌握
　　.......

以上代码段只是用同步机制编写 Socket进程通信的一个框架,实际上要考虑的问题要复杂的多（有爱好的读者可 以参考我的一篇文章《Internet 及时通信系统计划与实现》）.将这样一个框 架列出来,只是为了与用异步机制实现的Socket进程通信举行对比.下面将介绍 利用异步机制的程序计划.

用异步输入输出流编写Socket进程通信程序

在Merlin中加入了用于实现异步输入输出机制的利用程序接口包: java.nio（新的输入输出包,定义了很多基本范例缓冲(Buffer)）, java.nio.channels(通道及挑选器等,用于异步输入输出),java.nio.charset （字符的编码解码）.通道(Channel)首先在挑选器(Selector)中注册自己感兴 趣的事件,当呼应的事件发生时,挑选器便通过挑选键(SelectionKey)告诉已注 册的通道.然后通道将需求处理的信息,通过缓冲（Buffer）打包,编码/解码, 完成输入输出掌握.

通道介绍:

这里主要介绍 ServerSocketChannel和 SocketChannel.它们都是可挑选的(selectable)通道, 辨别可以工作在同步和异步两种方法下（注意,这里的可挑选不是指可以挑选两 种工作方法,而是指可以有挑选的注册自己感爱好的事件）.可以用 channel.configureBlocking(Boolean )来设置其工作方法.与从前版本的API相 对比,ServerSocketChannel就相当于ServerSocket(ServerSocketChannel封装 了ServerSocket),而SocketChannel就相当于Socket（SocketChannel封装了 Socket）.当通道工作在同步方法时,编程办法与从前的基本类似,这里主要介 绍异步工作方法.

所谓异步输入输出机制,是指在举行输入输出处理时 ,没必要等到输入输出处理完毕才返回.所以异步的同义语是非阻塞（None Blocking）.在服务器端,ServerSocketChannel通过静态函数open()返回一个 实例serverChl.然后该通道调用serverChl.socket().bind()绑定到服务器某端 口,并调用register（Selector sel, SelectionKey.OP_ACCEPT）注册 OP_ACCEPT事件到一个挑选器中（ServerSocketChannel只可以注册OP_ACCEPT事 件）.当有客户恳求衔接时,挑选器就会告诉该通道有客户衔接恳求,便可以进 行呼应的输入输出掌握了;在客户端,clientChl实例注册自己感爱好的事件后 （可以是OP_CONNECT,OP_READ,OP_WRITE的组合）,调用clientChl.connect (InetSocketAddress )衔接服务器然后举行呼应处理.注意,这里的衔接是异步 的,即会当即返回而持续履行背面的代码.

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