技术标签: Java 阻塞 java nio 非阻塞 IO多路复用
NIO虽然称为Non-Blocking IO(非阻塞IO),但它支持阻塞IO、非阻塞IO和IO多路复用模式这几种方式的使用。
NIO服务器端
@Slf4j
public class NIOBlockingServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.configureBlocking(true); // 设置SocketChannel为阻塞模式(默认就是阻塞模式)
serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
while (true) {
// 如果没有接收到新的线程,这里会阻塞,无法及时处理其他已连接Channel的请求
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
log.info("receive connection from client. client:{}",socketChannel.getRemoteAddress());
socketChannel.configureBlocking(true); // 设置SocketChannel为阻塞模式(默认就是阻塞模式)
// 如果读不到数据,这里会阻塞,无法及时处理其他Channel的请求
int length = socketChannel.read(byteBuffer);
log.info("receive message from client. client:{} message:{}",socketChannel.getRemoteAddress(),new String(byteBuffer.array(),0,length,"UTF-8"));
byteBuffer.clear();
}
}
}
NIO客户端
@Slf4j
public class NIOClient {
@SneakyThrows
public static void main(String[] args) {
SocketChannel socketChannel=SocketChannel.open();
try {
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080));
log.info("client connect finished");
ByteBuffer writeBuffer=ByteBuffer.wrap("hello".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
socketChannel.write(writeBuffer);
log.info("client send finished");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
socketChannel.close();
}
}
}
NIO阻塞模式的使用,乍一看怎么跟BIO的使用方法很像?不是很像,简直是一模一样~
按照 《Java网络编程——BIO(Blocking IO)》 中的步骤:
socketChannel.write(writeBuffer);
处打上断点,以Debug模式运行一个客户端A,执行到断点时,服务端已经接收到客户端A的请求(在控制台打印了 receive connection from client. client:/127.0.0.1:64334
)int length = socketChannel.read(byteBuffer)
的地方阻塞了(还在等着接收客户端A发送数据)receive message from client. client:/127.0.0.1:64334 message:hello
)后,才能接收到客户端B的连接(打印了receive connection from client. client:/127.0.0.1:64358
)receive message from client. client:/127.0.0.1:64358 message:hello
)后,才能接收到客户端C的连接(打印了receive connection from client. client:/127.0.0.1:64369
)因此,NIO的阻塞IO模式跟BIO一样,最大的缺点就是阻塞。
通过前面的学习我们知道,异步IO和同步IO最大的区别就是:
同步IO在做完一件事(比如:处理客户端连接请求+写请求)之前,只能等待,无法做其他事情;
而异步是在客户端某个事件没有就绪时,我服务端可以先处理其他的客户端请求,不用一直等着。
NIO服务端
@Slf4j
public class NIONonBlockingServer {
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));
List<SocketChannel> socketChannelList = new ArrayList<>();
while (true) {
// 如果没有接收到新的线程,这里不会阻塞,会返回null,可以让线程继续处理其他Channel的请求
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
if (Objects.nonNull(socketChannel)) {
log.info("receive connection from client. client:{}", socketChannel.getRemoteAddress());
socketChannel.configureBlocking(false);
socketChannelList.add(socketChannel);
}
for (SocketChannel channel : socketChannelList) {
// 如果没有读到数据,这里也不会阻塞,会返回0,表示没有读到数据,可以让线程继续处理其他Channel的请求
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(10);
int length = channel.read(byteBuffer);
if (length > 0) {
log.info("receive message from client. client:{} message:{}", channel.getRemoteAddress()
, new String(byteBuffer.array(), 0, length, "UTF-8"));
}
byteBuffer.clear();
}
// 为了避免没有客户端请求时循环过于频繁,把所有就绪的事件循环处理完后,停顿1秒再继续执行
Thread.sleep(1000);
}
}
}
NIO客户端
@Slf4j
public class NIOClient {
@SneakyThrows
public static void main(String[] args) {
SocketChannel socketChannel=SocketChannel.open();
try {
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080));
log.info("client connect finished");
ByteBuffer writeBuffer=ByteBuffer.wrap("hello".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
socketChannel.write(writeBuffer);
log.info("client send finished");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
socketChannel.close();
}
}
}
socketChannel.write(writeBuffer);
处打上断点,以Debug模式运行一个客户端A,执行到断点时,服务端已经接收到客户端A的请求(在控制台打印了 receive connection from client. client:/127.0.0.1:53004
)receive connection from client. client:/127.0.0.1:53032
)receive connection from client. client:/127.0.0.1:53032
)2022-07-30 16:31:07.987 INFO [danny-codebase,,,,,main] com.code.io.blog.NIONonBlockingServer - receive connection from client. client:/127.0.0.1:53004
2022-07-30 16:31:13.014 INFO [danny-codebase,,,,,main] com.code.io.blog.NIONonBlockingServer - receive connection from client. client:/127.0.0.1:53032
2022-07-30 16:31:18.039 INFO [danny-codebase,,,,,main] com.code.io.blog.NIONonBlockingServer - receive connection from client. client:/127.0.0.1:53060
2022-07-30 16:33:12.919 INFO [danny-codebase,,,,,main] com.code.io.blog.NIONonBlockingServer - receive message from client. client:/127.0.0.1:53004 message:hello
2022-07-30 16:33:18.940 INFO [danny-codebase,,,,,main] com.code.io.blog.NIONonBlockingServer - receive message from client. client:/127.0.0.1:53032 message:hello
2022-07-30 16:33:19.942 INFO [danny-codebase,,,,,main] com.code.io.blog.NIONonBlockingServer - receive message from client. client:/127.0.0.1:53060 message:hello
NIO非阻塞模式这种用法跟 《Java网络编程——BIO(Blocking IO)》 中说的BIO多线程处理请求的方式类似,让服务端可以同时处理多个客户端请求,即使某一个客户端的读/写事件未就绪也不会阻塞线程(比如上面服务端执行serverSocketChannel.accept()
时如果没有客户端连接不会阻塞而是会返回null;执行channel.read(byteBuffer)
时如果读不到数据不会阻塞而是会返回0),而是会继续处理其他客户端的请求。
需要注意的是,这里的非阻塞,是指serverSocketChannel执行accept()、socketChannel执行read()时是非阻塞的(会立刻返回结果)。但是在客户端有就绪事件,处理客户端的请求时,比如服务端接收客户端连接请求的过程、服务端读取数据(数据拷贝)的过程,是阻塞的。
看完NIO非阻塞模式的使用方法你是不是就觉得万无一失了?No!这种方式也有一个很大的缺点就是,当一直没有客户端事件就绪时,服务端线程就会一直循环,白白占用了CPU资源,所以上面代码中为了减小CPU消耗,在每次处理完所有Channel的就绪事件后,会调用Thread.sleep(1000);
让服务端线程休息1秒再执行。那有没有什么方法可以在没有客户端事件就绪时,服务端线程等待,当有了请求再继续工作呢?
有,那就是IO多路复用模式,相对于上面的非阻塞模式,IO多路复用模式主要是引入了Selector选择器,且需要把Channel设置为非阻塞模式(默认是阻塞的)。
在 《Java网络编程——NIO(Non-Blocking IO)组件》 中说到,Selector可以作为一个观察者,可以把已知的Channel(无论是服务端用来监听客户端连接的ServerSocketChannel,还是服务端和客户端用来读写数据的SocketChannel)及其感兴趣的事件(READ、WRITE、CONNECT、ACCEPT)包装成一个SelectionKey,注册到Selector上,Selector就会监听这些Channel注册的事件(监听的时候如果没有事件就绪,Selector所在线程会被阻塞),一旦有事件就绪,就会返回这些事件的列表,继而服务端线程可以依次处理这些事件。
服务端例子如下:
@Slf4j
public class NioSelectorServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080), 50);
Selector selector = Selector.open();
SelectionKey serverSocketKey = serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
while (true) {
// 从Selector中获取事件(客户端连接、客户端发送数据……),如果没有事件发生,会阻塞
int count = selector.select();
log.info("select event count:" + count);
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys(); //
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
SelectionKey selectionKey = iterator.next();
// 有客户端请求建立连接
if (selectionKey.isAcceptable()) {
handleAccept(selectionKey);
}
// 有客户端发送数据
else if (selectionKey.isWritable()) {
handleRead(selectionKey);
}
// select 在事件发生后,就会将相关的 key 放入 Selector 中的 selectedKeys 集合,但不会在处理完后从 selectedKeys 集合中移除,需要我们自己手动删除
iterator.remove();
}
}
}
private static void handleAccept(SelectionKey selectionKey) throws IOException {
ServerSocketChannel serverSocketChannel = (ServerSocketChannel) selectionKey.channel();
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
if (Objects.nonNull(socketChannel)) {
log.info("receive connection from client. client:{}", socketChannel.getRemoteAddress());
// 设置客户端Channel为非阻塞模式,否则在执行socketChannel.read()时会阻塞
socketChannel.configureBlocking(false);
Selector selector = selectionKey.selector();
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
}
}
private static void handleRead(SelectionKey selectionKey) throws IOException {
SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
ByteBuffer readBuffer = ByteBuffer.allocate(8);
int length = socketChannel.read(readBuffer);
if (length > 0) {
log.info("receive message from client. client:{} message:{}", socketChannel.getRemoteAddress()
, new String(readBuffer.array(), 0, length, "UTF-8"));
} else if (length == -1) {
// 客户端正常断开(socketChannel.close())时,在服务端也会产生读事件,且读到的数据长度为-1
socketChannel.close();
return;
}
}
}
SelectionKey表示一对Selector和Channel的关系,从SelectionKey中可以获得已经准备好数据的Channel。
SelectionKey.OP_ACCEPT —— 针对服务端,接收连接就绪事件,表示服务器监听到了客户连接
SelectionKey.OP_CONNECT —— 针对客户端,连接就绪事件,表示客户与服务器的连接已经建立就绪
SelectionKey.OP_READ —— 读就绪事件,表示通道中已经有了可读的数据,可以执行读操作
SelectionKey.OP_WRITE —— 写就绪事件,表示已经可以向通道写数据了(通道目前可以用于写操作)
int count = selector.select();
时,服务端阻塞,等待客户端连接socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080));
时,服务端selector.select()
方法返回了就绪的IO事件数量为1(就是客户端A的请求连接事件)int count = selector.select();
时,会再次阻塞,等待客户端的IO事件socketChannel.write(writeBuffer);
后,服务端selector.select()
方法返回了就绪的IO事件数量为1(就是客户端A的写数据事件)selector.select()
之前),同时启动客户端B、客户端C(或者再多开几个线程,否则可能模拟不出来),等服务端下次执行selector.select()
时,返回的就绪的IO事件数量可能有多个,然后可以根据 selectionKey.isAcceptable()
、 selectionKey.isReadable()
、selectionKey.isWritable()
来分别处理对应的事件。但是,如果客户端连接或读写时间过长,也只能一个一个处理。NIO只是把BIO中等待的时间(比如socket.getInputStream().read())充分利用,为在多核CPU机器上的运行提高了效率,可以用多线程+NIO的IO多路复用模式来处理。
转载请注明出处——胡玉洋 《Java网络编程——NIO的阻塞IO模式、非阻塞IO模式、IO多路复用模式的使用》
文章浏览阅读2.5k次,点赞2次,收藏5次。1、问题描述现网同一PON下挂多台样机(32台以上),个别样机出现下行BIP 8 Error告警,2、问题定位分析过在送样50台样机中共发现8台样机存在BIP Error问题,同批次样机存在一定不良比例,定位个体差异引起并非必现设计问题。2.1验证环境影响将问题样机在同一个OLT环境下,改变光路衰减,在有效功率范围内,告警频率随功率变大而减小;在不同OLT环境下部分样机告警取消,但还是有6台样机持续告警,确认样机本身有问题。第一验证结论,环境影响BIP告警,但样机存在问题。._bip8校验原理
文章浏览阅读2.1k次,点赞3次,收藏6次。项目实例:https://download.csdn.net/download/qq_37437983/10484636实现环境:1)LenovoG50-80Ubuntu16.04笔记本2)AndroidStudio3)EclipseJ2EE4)Tomcat8.55)sqlServer 6)jdk1.8概..._android 音乐播放器实现边下载边播放
文章浏览阅读7.2k次。前段时间开发手持机上的软件,因为A8手持机的射频卡可存储的内容太小,并且需要存储16进制数据,因此就写了一个工具类。上代码:package cn.com.szh;import java.io.UnsupportedEncodingException;public class Main { public static void main(String[] args) { Stri..._bytearraytohexstring
文章浏览阅读4.9k次。#include #include using namespace std;using namespace cv;int main(){Mat src; //源图像Mat tmp; //临时图像Mat dst_bw; //去掉背景后的目标二值图像Mat dst_contours;//轮廓图像src=imread("E:\\单板图片\\求孔洞数_边缘的最小外接矩形
文章浏览阅读865次。中介者,说白了跟市面上黑中介类似。当然这个中介,开发者是可以控制其行为的。也是在一定的信任关系上建立的。该模式要解决的问题是,一堆对象之间交叉耦合问题。网上看过群聊的例子。如果没有任何一个平台,多人之间的会话会是什么样的呢?不举多人,就三个吧A想把一句话说给BC,那么他首先要知道B和C在哪儿,然后分别告诉对方,自己想说的事情。如果再加一个人呢?问题很明显,此时各种群聊工具应运而生。我写
文章浏览阅读1.8k次。AUTO_INCREMENT两种情况1、在载入语句执行前,已经不确定要插入多少条记录。在执行插入语句时在表级别加一个auto-inc锁,然后为每条待插入记录的auto-increment修饰的列分配递增的值,语句执行结束后,再把auto-inc锁释放掉。一个事务再持有auto-inc锁的过程中,其他事务的插入语句都要被阻塞,可以保证一个语句中分配的递增值是连续的。AUTO-INC锁的..._mysql 自增序列生成原理
文章浏览阅读1.1w次,点赞5次,收藏11次。Altium Designer导出BOM时弹出如下错误窗口问题分析出现这一问题的原因主要有三方面可能的原因。原因一:AD对Templates文件夹的访问权限不够原因二:Office没有安装或者未激活原因三:AD对Office软件的授权判断出错(AD的BUG)问题解决原因一:AD对Templates文件夹的访问权限不够方法1:可以在导出BOM时取消【相对路径到模板文件】选项。取消以后其实就是把模板文件复制到PCB工程中再使用,这样就能回避对上面提到的Template_ad导出bom表不完整
文章浏览阅读3.2k次。1 基本信息3个表,1个事实表,2个维度表事实表 test_fact (mid string,sex_id string,age_id string )维度表dim_user_demography_age (age_id string,age_name string )维度表dim_user_demography_sex (sex_id string,sex_name strin..._hive使用mapjoin实例
文章浏览阅读2.6k次,点赞18次,收藏118次。说到算法的学习方式,对我来说,真的没有什么捷径之类的,就是像我上面说的,先找本书死磕入门数据结构,就跟着书的例子,把例子跑起来就好了,跑起来也不是一件简单的事情。之后就去接触下一些算法思想,后面就可以分类刷题了,刷题就是最好的捷径了。当然,不要 AC 之后就完事了,应该尽可能寻找最优解,当你积累了一定的题量,那么你真的会发现自己变强了,突然感觉递归也就那么一回事。_算法学习
文章浏览阅读2.1k次,点赞9次,收藏12次。这里我看其他博主运行完 config set registry https://registry.npm.taobao.org/这个之后又运行了npm install -g cnpm --registry=https://registry.npm.taobao.org ,结果我还是一直报错,可能是没理解其他博主的意思,反正运行完config set registry https://registry.npm.taobao.org/之后直接安装就好了。如果是其他,你使用的是代理,需要在 npm 中配置代理。_getaddrinfo enotfound registry.cnpmjs.org
文章浏览阅读5k次。在使用QT时,运行程序时,可能出现QT找不到DLL的问题,这种情况大多数情况是因为没有将QT添加到环境变量的原因。解决方式:我的电脑-高级设置-环境变量将QT的两个bin文件目录路径添加到环境变量中,即可解决这个问题!..._qt打包缺少libgcc_s_dw2-1.dll
文章浏览阅读1.5w次,点赞15次,收藏74次。Socket1 环境查看通过cmd窗口的命令:ipconfig查看本机IP地址查看网络情况是否正常:ping百度官网用来进行本地测试的地址 127.0.0.1,回环测试地址,默认代表的就是本机的IP2 Socket概述socket编程也叫套接字编程,应用程序可以通过它发送或者接受数据,可对其像打开文件一样打开/关闭/读写等操作.套接字允许应用程序将I/O插入到网络中,并与网络中的其他应用程序进行通信.网络套接字是IP地址与端口号TCP协议的组合Socket就是为网络编程提供的一_socket网络编程