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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<AsynchronousSocketChannel, AsynchronousServerSocketChannel>() {
   
   
    @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。

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<Integer, ByteBuffer> {
   
   
   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<Void> 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

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();