Unblocking IO（New IO）： 同步非阻塞的编程方式
NIO 本身是基于事件驱动思想来完成的，其主要想解决的是 BIO 的大并发问题，NIO 基 于 Reactor，当 socket 有流可读或可写入 socket 时，操作系统会相应的通知引用程序进行处 理，应用再将流读取到缓冲区或写入操作系统。也就是说，这个时候，已经不是一个连接就 要对应一个处理线程了，而是有效的请求，对应一个线程，当连接没有数据时，是没有工作 线程来处理的。
NIO 的最重要的地方是当一个连接创建后，不需要对应一个线程，这个连接会被注册到 多路复用器上面，所以所有的连接只需要一个线程就可以搞定，当这个线程中的多路复用器 进行轮询的时候，发现连接上有请求的话，才开启一个线程进行处理，也就是一个请求一个 线程模式
在 NIO 的处理方式中，当一个请求来的话，开启线程进行处理，可能会等待后端应用的 资源(JDBC 连接等)，其实这个线程就被阻塞了，当并发上来的话，还是会有 BIO 一样的问题。
同步非阻塞，服务器实现模式为一个请求一个通道，即客户端发送的连接请求都会注册 到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有 I/O 请求时才启动一个线程进行处理。 NIO 方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局 限于应用中，编程复杂，JDK1.4 开始支持。
Buffer:ByteBuffer,CharBuffer,ShortBuffer,IntBuffer,LongBuffer,FloatBuffer,DoubleBuffer
Channel:SocketChannel,ServerSocketChannel 。
Selector:Selector,AbstractSelector SelectionKey:OP_READ,OP_WRITE,OP_CONNECT,OP_ACCEPT
1import java.io.IOException; 2import java.net.InetSocketAddress; 3import java.nio.ByteBuffer; 4import java.nio.channels.SocketChannel; 5import java.util.Scanner; 6 7public class NIOClient { 8 public static void main(String[] args) { 9 // 远程地址创建 10 InetSocketAddress remote =new InetSocketAddress("localhost", 9999); 11 SocketChannel channel = null; 12 13 // 定义缓存 14 ByteBuffer buffer =ByteBuffer.allocate(1024); 15 16 try { 17 // 开启通道 18 channel=SocketChannel.open(); 19 // 连接远程服务器。 20 channel.connect(remote); 21 Scanner reader = new Scanner(System.in); 22 while(true){ 23 System.out.print("put message for send to server > "); 24 String line = reader.nextLine(); 25 if(line.equals("exit")){ 26 break; 27 } 28 // 将控制台输入的数据写入到缓存。 29 buffer.put(line.getBytes("UTF-8")); 30 // 重置缓存游标 31 buffer.flip(); 32 // 将数据发送给服务器 33 channel.write(buffer); 34 // 清空缓存数据。 35 buffer.clear(); 36 37 // 读取服务器返回的数据 38 int readLength=channel.read(buffer); 39 if(readLength==-1) break; 40 // 重置缓存游标 41 buffer.flip(); 42 byte[] datas=new byte[buffer.remaining()]; 43 // 读取数据到字节数组。 44 buffer.get(datas); 45 System.out.println("from server : " + new String(datas, "UTF-8")); 46 // 清空缓存。 47 buffer.clear(); 48 } 49 } catch (IOException e) { 50 e.printStackTrace(); 51 }finally{ 52 if(null != channel){ 53 try { 54 channel.close(); 55 } catch (IOException e) { 56 e.printStackTrace(); 57 } 58 } 59 } 60 } 61} 62 63import java.io.IOException; 64import java.net.InetSocketAddress; 65import java.nio.ByteBuffer; 66import java.nio.channels.CancelledKeyException; 67import java.nio.channels.SelectionKey; 68import java.nio.channels.Selector; 69import java.nio.channels.ServerSocketChannel; 70import java.nio.channels.SocketChannel; 71import java.util.Iterator; 72import java.util.Scanner; 73 74public class NioService implements Runnable { 75 76 // 多路复用器， 选择器。 用于注册通道的。 77 private Selector selector; 78 // 定义了两个缓存。分别用于读和写。 初始化空间大小单位为字节。 79 private ByteBuffer readBuffer = ByteBuffer.allocate(1024); 80 private ByteBuffer writeBuffer = ByteBuffer.allocate(1024); 81 82 public static void main(String[] args) { 83 new Thread(new NioService(9999)).start(); 84 } 85 86 public NioService(int port){ 87 init(port); 88 } 89 90 private void init(int port){ 91 try { 92 System.out.println("server starting at port " + port + " ..."); 93 // 开启多路复用器 94 this.selector=Selector.open(); 95 // 开启服务通道 96 ServerSocketChannel serverChannel =ServerSocketChannel.open(); 97 // 非阻塞， 如果传递参数true，为阻塞模式。 98 serverChannel.configureBlocking(false); 99 // 绑定端口 100 serverChannel.bind(new InetSocketAddress(port)); 101 102 // 注册，并标记当前服务通道状态 103 104 /* 105 * register(Selector, int) 106 * int - 状态编码 107 * OP_ACCEPT ： 连接成功的标记位。 108 * OP_READ ： 可以读取数据的标记 109 * OP_WRITE ： 可以写入数据的标记 110 * OP_CONNECT ： 连接建立后的标记 111 */ 112 serverChannel.register(this.selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); 113 System.out.println("server started."); 114 } catch (IOException e) { 115 e.printStackTrace(); 116 } 117 } 118 119 public void run(){ 120 while(true){ 121 try { 122 // 阻塞方法，当至少一个通道被选中，此方法返回。 123 // 通道是否选择，由注册到多路复用器中的通道标记决定。 124 this.selector.select(); 125 // 返回以选中的通道标记集合， 集合中保存的是通道的标记。相当于是通道的ID。 126 Iterator<SelectionKey> keys = this.selector.selectedKeys().iterator(); 127 while(keys.hasNext()){ 128 SelectionKey key = keys.next(); 129 // 将本次要处理的通道从集合中删除，下次循环根据新的通道列表再次执行必要的业务逻辑 130 keys.remove(); 131 // 通道是否有效 132 if(key.isValid()){ 133 // 阻塞状态 134 try{ 135 if(key.isAcceptable()){ 136 accept(key); 137 } 138 }catch(CancelledKeyException cke){ 139 // 断开连接。 出现异常。 140 key.cancel(); 141 } 142 // 可读状态 143 try{ 144 if(key.isReadable()){ 145 read(key); 146 } 147 }catch(CancelledKeyException cke){ 148 key.cancel(); 149 } 150 // 可写状态 151 try{ 152 if(key.isWritable()){ 153 write(key); 154 } 155 }catch(CancelledKeyException cke){ 156 key.cancel(); 157 } 158 } 159 } 160 } catch (IOException e) { 161 e.printStackTrace(); 162 } 163 164 } 165 } 166 167 private void write(SelectionKey key){ 168 this.writeBuffer.clear(); 169 SocketChannel channel =(SocketChannel) key.channel(); 170 Scanner reader=new Scanner(System.in); 171 try { 172 System.out.print("put message for send to client > "); 173 String line=reader.nextLine(); 174 // 将控制台输入的字符串写入Buffer中。 写入的数据是一个字节数组。 175 writeBuffer.put(line.getBytes("UTF-8")); 176 writeBuffer.flip(); 177 channel.write(writeBuffer); 178 179 channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ); 180 } catch (Exception e) { 181 // TODO: handle exception 182 } 183 } 184 185 private void read(SelectionKey key){ 186 try { 187 // 清空读缓存。 188 this.readBuffer.clear(); 189 //获取通道 190 SocketChannel channel =(SocketChannel)key.channel(); 191 // 将通道中的数据读取到缓存中。通道中的数据，就是客户端发送给服务器的数据。 192 int readLength =channel.read(readBuffer); 193 // 检查客户端是否写入数据。 194 if(readLength==-1){ 195 // 关闭通道 196 key.channel().close(); 197 // 关闭连接 198 key.cancel(); 199 return; 200 } 201 /* 202 * flip， NIO中最复杂的操作就是Buffer的控制。 203 * Buffer中有一个游标。游标信息在操作后不会归零，如果直接访问Buffer的话，数据有不一致的可能。 204 * flip是重置游标的方法。NIO编程中，flip方法是常用方法。 205 */ 206 this.readBuffer.flip(); 207 // 字节数组，保存具体数据的。 Buffer.remaining() -> 是获取Buffer中有效数据长度的方法。 208 byte[] datas=new byte[readBuffer.remaining()]; 209 // 是将Buffer中的有效数据保存到字节数组中。 210 readBuffer.get(datas); 211 System.out.println("from " + channel.getRemoteAddress() + " client : " + new String(datas, "UTF-8")); 212 213 // 注册通道， 标记为写操作。 214 channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_WRITE); 215 } catch (IOException e) { 216 e.printStackTrace(); 217 try { 218 key.channel().close(); 219 key.cancel(); 220 } catch (IOException e1) { 221 e1.printStackTrace(); 222 } 223 } 224 } 225 226 private void accept(SelectionKey key){ 227 try { 228 // 此通道为init方法中注册到Selector上的ServerSocketChannel 229 ServerSocketChannel serverChannel =(ServerSocketChannel)key.channel(); 230 // 阻塞方法，当客户端发起请求后返回。 此通道和客户端一一对应。 231 SocketChannel channel = serverChannel.accept(); 232 channel.configureBlocking(false); 233 // 设置对应客户端的通道标记状态，此通道为读取数据使用的。 234 channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ); 235 } catch (IOException e) { 236 e.printStackTrace(); 237 } 238 } 239 240} 241 242/** 243 * 244 * Buffer的应用固定逻辑 245 * 写操作顺序 246 * 1. clear() 247 * 2. put() -> 写操作 248 * 3. flip() -> 重置游标 249 * 4. SocketChannel.write(buffer); -> 将缓存数据发送到网络的另一端 250 * 5. clear() 251 * 252 * 读操作顺序 253 * 1. clear() 254 * 2. SocketChannel.read(buffer); -> 从网络中读取数据 255 * 3. buffer.flip() -> 重置游标 256 * 4. buffer.get() -> 读取数据 257 * 5. buffer.clear() 258 * 259 */ 260public class TestBuffer { 261 public static void main(String[] args) throws Exception { 262 263 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(8); 264 265 byte[] temp = new byte[]{3,2,1}; 266 267 // 写入数据之前 ： java.nio.HeapByteBuffer[pos=0 lim=8 cap=8] 268 // pos - 游标位置， lim - 限制数量， cap - 最大容量 269 System.out.println("写入数据之前 ： " + buffer); 270 271 // 写入字节数组到缓存 272 buffer.put(temp); 273 274 // 写入数据之后 ： java.nio.HeapByteBuffer[pos=3 lim=8 cap=8] 275 // 游标为3， 限制为8， 容量为8 276 System.out.println("写入数据之后 ： " + buffer); 277 278 // 重置游标 ， lim = pos ; pos = 0; 279 buffer.flip(); 280 281 // 重置游标之后 ： java.nio.HeapByteBuffer[pos=0 lim=3 cap=8] 282 // 游标为0， 限制为3， cap为8 283 System.out.println("重置游标之后 ： " + buffer); 284 285 // 清空Buffer， pos = 0; lim = cap; 286 // buffer.clear(); 287 288 // get() -> 获取当前游标指向的位置的数据。 289 // System.out.println(buffer.get()); 290 291 /*for(int i = 0; i < buffer.remaining(); i++){ 292 // get(int index) -> 获取指定位置的数据。 293 int data = buffer.get(i); 294 System.out.println(i + " - " + data); 295 }*/ 296 } 297}