浅析NIO系列之TCP

浅析NIO系列之TCP攻略

什么是NIO

NIO（New IO）是Java自从1.4版本后提供的新IO API，可以更快的进行IO操作和更多的IO操作，这与以前的IO API相比较是一个很大的改进。

NIO最核心的是Channel、Buffer和Selector。

什么是TCP

TCP（Transmission Control Protocol）即传输控制协议，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议，数据传输前必须构建TCP连接。

NIO与TCP的关系

NIO可以更好地控制TCP连接，即通过NIO的Channel、Buffer和Selector来优化传输TCP协议数据的调度。

TCP和NIO之间的关系可以通过下方示例来理解。

NIO实现TCP的示例一

1. 利用NIO的Channel和Buffer来实现TCP协议的数据发送和接受。

try {
    //1.创建Selector和Channel
    Selector selector = Selector.open();
    ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
    ssChannel.configureBlocking(false);
    ssChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));
    ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

    //2.监听
    while (selector.select() > 0) {
        //3.获取选择器上所有的key，并处理
        Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();
        while (it.hasNext()) {
            SelectionKey sk = it.next();

            //4.判断是什么事件
            if (sk.isAcceptable()) {
                //5.若为接受事件，创建SocketChannel
                SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();
                sChannel.configureBlocking(false);
                sChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
            } else if (sk.isReadable()) {
                //6.若为读取事件，读取数据
                SocketChannel sChannel = (SocketChannel) sk.channel();
                ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
                int len = 0;
                while ((len = sChannel.read(buf)) > 0) {
                    buf.flip();
                    System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
                    buf.clear();
                }
            }
            //7.取消选择键SelectionKey
            it.remove();
        }
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

上述代码是一个服务端代码，通过NIO的Channel和Buffer来实现TCP协议的数据发送和接受。其中，主要的操作包含如下：

• 创建Selector和Channel
• 监听
• 获取选择器上所有的key，判断是什么事件
• 若为接受事件，创建SocketChannel
• 若为读取事件，读取数据
• 取消选择键SelectionKey

NIO实现TCP的示例二

1. 利用NIO的Channel、Buffer和Selector来实现TCP协议的数据发送和接受。

try {
    SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
    socketChannel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 8080));
    socketChannel.configureBlocking(false);
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    buffer.put("Hello, World".getBytes());
    buffer.flip();
    while (buffer.hasRemaining())
        socketChannel.write(buffer);
    buffer.clear();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

上述代码是一个客户端代码，通过NIO的Channel、Buffer和Selector来实现TCP协议的数据发送和接受。其中，主要的操作包含如下：

• 创建SocketChannel
• 连接指定的IP和端口
• 写入数据
• 清空缓冲区

总结

NIO提供了更丰富的IO操作方式，可以更好的控制TCP连接，通过上述示例，我们可以更深入地理解NIO与TCP的关系，以及如何在Java中使用NIO实现TCP协议的数据发送和接受。