Netty|Java I/O 模型之 AIO Netty|java

??个人主页：水滴V2
支持水滴：点赞、收藏?、留言

大家好，我是水滴~~

文章目录

服务端API
- 创建服务端套接字的异步通道
- 接收客户端连接
- 读取客户端数据
客户端API
- 创建客户端套接字的异步通道
- 连接服务端
- 向服务端写入数据

服务端API 创建服务端套接字的异步通道 Java AIO为我们提供了AsynchronousServerSocketChannel类，它是一个面向流监听套接字的异步通道，可以通过该类的open方法创建一个实例。
新创建的异步服务器套接字通道还没有绑定本地地址（IP地址+端口），通过bind方法来绑定一个本地地址，并且启动了监听。此时客户端已经可以连接了。
该通道是线程安全的，但同时只能有一个ACCEPT操作是进行中的。如果前一个线程还未完成ACCEPT操作，后一个线程发起ACCEPT操作，将会抛出AcceptPendingException异常。

// 打开一个异步的 ServerSocket 通道 AsynchronousServerSocketChannel serverSocketChannel = AsynchronousServerSocketChannel.open(); // 绑定本地地址 serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));

接收客户端连接 AsynchronousServerSocketChannel类提供了两个accept方法，它们都是异步的，不会阻塞。下面我们使用带参数的方法来完成ACCEPT操作。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cjc62Af8-1649771737856)(https://secure2.wostatic.cn/static/gBmK7M8b6tGTcXMUaRJb8L/image.png)]
第一个参数是要附加到I/O操作的对象，可以为null。
第二个参数是一个连接的结果处理器，即当有连接完成后，会自动调用该处理器CompletionHandler，来执行后面的内容。该处理器是一个泛型接口，第一个泛型类型是AsynchronousSocketChannel类，第二个泛型类型是前面提到的附加对象。
下面的示例代码，我们将AsynchronousServerSocketChannel对象做为附加对象，并使用函数式编程来创建CompletionHandler接口的实现。
CompletionHandler接口有两个方法需要我们来实现，completed方法用于客户端连接完成时调用；failed用于客户端连接失败时调用。
不管连接是成功还是失败，都要继续接收下一个连接，以保证服务端的工作。

// 接收客户端连接 serverSocketChannel.accept(serverSocketChannel, new CompletionHandler() { @Override public void completed(AsynchronousSocketChannel result, AsynchronousServerSocketChannel attachment) { try { // 一个客户端连接后，继续接收下一个连接 attachment.accept(attachment, this); // 申请一个1024个字节的缓冲区 ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024); // 读取客户端数据 result.read(byteBuffer, byteBuffer, new ReadCompletionHandler(result)); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }@Override public void failed(Throwable exc, AsynchronousServerSocketChannel attachment) { // 一个客户端连失败，继续接收下一个连接 attachment.accept(attachment, this); } });

读取客户端数据 AsynchronousServerSocketChannel通道只负责监听客户端连接。当连接建立成功后，会为该连接创建一个AsynchronousSocketChannel 通道，后续服务端与该客户端的I/O操作，都是通过该通道完成的。
该类的read方法用来读取客户端数据，此方法的第一个参数为ByteBuffer缓冲区，第二个参数为附加对象，第三个参数是读取数据的结果处理器。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BgcC9Tef-1649771737857)(https://secure2.wostatic.cn/static/eRpdrux1ummfcYxTw6hzja/image.png)]
该方法启动了一个异步读取操作，会将一个字节序列从该通道中读入给定的缓冲区中。处理程序是一个在读取操作完成（或失败）时调用的结果处理程序。当读取操作完成后，会传递一个读取的字节数，如果通道中流结束（另一端关闭通道），则字节数为-1。
在下面的代码示例中，为读取结果的处理程序创建了一个实现类ReadCompletionHandler，该类的构造方法传入AsynchronousSocketChannel实例，用来读取该通道中数据。
该类在读取完成缓冲区中数据后，会继续调用read方法，来继续读取下一报文。

static class ReadCompletionHandler implements CompletionHandler { private final AsynchronousSocketChannel asynchronousSocketChannel; ReadCompletionHandler(AsynchronousSocketChannel asynchronousSocketChannel) { this.asynchronousSocketChannel = asynchronousSocketChannel; }@Override public void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) { // 客户端关闭通道，字节数为-1 if(result == -1) { System.out.printf("[%s] - 客户端断开连接！\n", Thread.currentThread().getName()); try { // 关闭当前 Socket 通道 asynchronousSocketChannel.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } return; } // 将缓冲区进行反转（刚才是写入，反转后变为读取） attachment.flip(); // 读取缓冲区中的内容，并转为字符串 String content = new String(attachment.array(), 0, result); System.out.printf("[%s] - 接收客户端发来的内容：%s\n", Thread.currentThread().getName(), content); // 清除缓冲区 attachment.clear(); // 继续读取下一报文 asynchronousSocketChannel.read(attachment, attachment, new ReadCompletionHandler(asynchronousSocketChannel)); }@Override public void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) { System.out.printf("[%s] - 客户端断开连接！\n", Thread.currentThread().getName()); try { // 关闭当前 Socket 通道 asynchronousSocketChannel.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }

客户端API 创建客户端套接字的异步通道客户端可以通过AsynchronousSocketChannel的open静态方法，来创建一个异步通道。

// 打开一个异步的 Socket 通道 AsynchronousSocketChannel socketChannel = AsynchronousSocketChannel.open();

连接服务端该异步通道通过connect方法来连接指定的服务端地址（IP地址+端口），该connect方法也是一个异步方法，同样可以指定结果处理器，但这次我们使用Future方式来实现。
Future是非阻塞的，可以通过isDone方法来检测是否执行完毕。在这里，我们使用get方法来阻塞获取结果，直到连接成功。

// 连接指定的服务端，并同步获取连接结果。 Future connectFuture = socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080)); // get()操作会阻塞，直到连接成功。 connectFuture .get();

向服务端写入数据 【Netty|Java I/O 模型之 AIO】连接成功后，可以向该通道写入数据了。同样write方法也是一个异步的，这里我们也使用Future方式，并通过get方法阻塞获取结果。

// 申请一个1024字节的缓冲区 ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024); // 将控制台输入的内容写入缓冲区 byteBuffer.put("你好".getBytes()); // 反转缓冲区（从写入变为读取） byteBuffer.flip(); // 将缓冲区中的内容写入到 Socket 通道中。get()操作会阻塞，直到写入成功。 socketChannel.write(byteBuffer).get(); // 清除缓冲区 byteBuffer.clear();