【Java】基于NIO的多人聊天室详解编程语言

前言

学习了NIO的基本原理及使用方法之后，开始尝试写一个NIO实现的聊天室，练习一下代码流程。

服务器端

服务器端主要负责接受各客户端的连接，接收客户端发来的信息，并且将其广播给所有已连接客户端。

/** 
* Created by makersy on 2019 
*/ 
/** 
* NIO服务器端 
*/ 
public class NioServer {
 
/** 
* 启动 
*/ 
public void start() throws IOException {
 
// 1. 创建一个Selector 
Selector selector = Selector.open(); 
// 2. 通过ServerSocketChannel创建channel通道 
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); 
// 3. 为channel通道绑定监听端口 
serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8000)); 
// 4. 设置channel为非阻塞模式 
serverSocketChannel.configureBlocking(false); 
// 5. 将channel注册到selector上，监听连接事件 
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);  //ACCEPT : 接收客户端连接 
System.out.println("服务器启动成功"); 
// 6. 循环等待新接入的连接 
for (; ; ) {
  // 也可while(true) c语言常用：for(;;)  
//获取可用channel数量 
int readyChannels = selector.select();  //select() 是一个阻塞方法 
//防止空轮询 
if (readyChannels == 0) continue; 
//获取可用channel的集合 
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys(); 
Iterator iterator = selectionKeys.iterator(); 
while (iterator.hasNext()) {
 
//selectionKey实例 
SelectionKey selectionKey = (SelectionKey) iterator.next(); 
//移除Set中的当前selectionKey 
iterator.remove(); 
// 7. 根据就绪状态，调用对应方法处理业务逻辑 
//如果是 接入事件 
if (selectionKey.isAcceptable()) {
 
acceptHandler(serverSocketChannel, selector); 
} 
//如果是 可读事件 
if (selectionKey.isReadable()) {
 
readHandler(selectionKey, selector); 
} 
} 
} 
} 
/** 
* 接入事件处理器 
*/ 
private void acceptHandler(ServerSocketChannel serverSocketChannel, 
Selector selector) throws IOException {
 
//如果是接入事件，创建socketChannel 
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept(); 
//将socketChannel设置为非阻塞工作模式 
socketChannel.configureBlocking(false); 
//将socketChannel注册到selector上，监听 可读事件 
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); 
//回复客户端提示信息 
socketChannel.write(Charset.forName("UTF-8") 
.encode("你与聊天室其他人都不是朋友关系，请注意隐私安全")); 
} 
/** 
* 可读事件处理器，读取客户端发送来的信息，并广播给其他客户端 
*/ 
private void readHandler(SelectionKey selectionKey, Selector selector) throws IOException {
 
//要从 selectionKey 中获取到已经就绪的channel 
SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel(); 
//创建一个buffer 
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024); 
//使用buffer循环读取请求信息 
String request = ""; 
while (socketChannel.read(byteBuffer) > 0) {
 
//切换buffer为读模式 
byteBuffer.flip(); 
//读取buffer中的内容 
request += Charset.forName("UTF-8").decode(byteBuffer); 
} 
//将 socketChannel 再次注册到selector上，监听 可读事件 
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); 
//将客户端发送的请求信息广播给其他客户端 
if (request.length() > 0) {
 
//广播给其他客户端 
broadCast(selector, socketChannel, request); 
} 
} 
//广播给其他客户端 
private void broadCast(Selector selector, SocketChannel sourceChannel, String request) {
 
//获取到所有已接入的客户端channel 
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.keys(); 
//循环向所有channel广播信息 
selectionKeys.forEach(selectionKey -> {
 
Channel targetChannel = selectionKey.channel(); 
// 发送消息，剔除发消息的客户端 
if (targetChannel instanceof SocketChannel && targetChannel != sourceChannel) {
 
try {
 
//将信息发送到targetChannel客户端 
((SocketChannel) targetChannel).write(Charset.forName("UTF-8").encode(request)); 
} catch (IOException e) {
 
e.printStackTrace(); 
} 
} 
}); 
} 
public static void main(String[] args) {
 
try {
 
new NioServer().start(); 
} catch (IOException e) {
 
e.printStackTrace(); 
} 
} 
} 

客户端启动类

向服务器端发送数据。同时新开线程接收服务器端发来的数据。

/** 
* Created by makersy on 2019 
*/ 
/* 
NIO客户端，封装启动代码 
*/ 
public class NioClient {
 
/** 
* 启动方法 
*/ 
public void start(String nickname) throws IOException {
 
//连接服务器端 
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open( 
new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8000)); 
System.out.println("客户端 " + nickname + " 启动成功!"); 
//接收服务器端响应 
Selector selector = Selector.open(); 
socketChannel.configureBlocking(false);  //非阻塞 
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);  //注册为接收模式 
//需要新开一个线程，专门负责接收服务端的响应数据。因为当前线程需要负责发送给服务器端数据 
new Thread(new NioClientHandler(selector)).start();  //新开线程 
//向服务器端发送数据 
Scanner scanner = new Scanner(System.in); 
while (scanner.hasNextLine()) {
 
String request = scanner.nextLine(); 
if (request != null && request.length() > 0) {
 
socketChannel.write(Charset.forName("UTF-8").encode(nickname + " : " + request)); 
} 
} 
} 
} 

客户端接收服务器端数据类

负责接收服务端发来的数据。

/** 
* Created by makersy on 2019 
*/ 
/** 
* 客户端线程类，专门接收服务器端响应信息 
*/ 
public class NioClientHandler implements Runnable {
 
private Selector selector; 
public NioClientHandler(Selector selector) {
 
this.selector = selector; 
} 
@Override 
public void run() {
 
try {
 
for (; ; ) {
 
int readyChannels = selector.select(); 
if (readyChannels == 0) continue; 
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys(); 
Iterator iterator = selectionKeys.iterator(); 
while (iterator.hasNext()) {
 
SelectionKey selectionKey = (SelectionKey) iterator.next(); 
iterator.remove(); 
if (selectionKey.isReadable()) {
 
readHandler(selectionKey, selector); 
} 
} 
} 
} catch (IOException e) {
 
e.printStackTrace(); 
} 
} 
/** 
* 可读事件处理器 
*/ 
private void readHandler(SelectionKey selectionKey, Selector selector) throws IOException {
 
//要从 selectionKey 中获取到已经就绪的channel 
SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel(); 
//创建一个buffer 
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024); 
//使用buffer循环读取服务器端请求信息 
String response = ""; 
while (socketChannel.read(byteBuffer) > 0) {
 
//切换buffer为读模式 
byteBuffer.flip(); 
//读取buffer中的内容 
response += Charset.forName("UTF-8").decode(byteBuffer); 
} 
//将 socketChannel 再次注册到selector上，监听 可读事件 
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); 
//将服务器端响应信息打印到本地 
if (response.length() > 0) {
 
System.out.println(response); 
} 
} 
} 

实例：A客户端、B客户端

到这里服务器端和客户端响应启动代码就已经完成了，如果我们需要连接到服务器端进入群聊，只要新开一个线程，命名即可。

假设我新建一个AClient，代码如下：

/** 
* Created by makersy on 2019 
*/ 
public class AClient {
 
public static void main(String[] args) throws IOException {
 
new NioClient().start("AClient"); 
} 
} 

再次创建新线程流程同上面一样。

效果演示

A客户端

B客户端

最后

不得不说，NIO的程序还是挺难写的，而且还会出现许多的问题。像我写的这么简单的代码就肯定有很多bug存在，更别说复杂的业务代码了。这也应该就是大多数人不使用JDK原生NIO进行网络编程的原因了。