Java NIO模式的Socket通訊，是一種同步非阻塞IO設計模式，它為Reactor模式實現提供了基礎。

下面看看，Java實現的一個服務端和客戶端通訊的例子。

NIO模式的基本原理描述如下：

服務端開啟一個通道（ServerSocketChannel），並向通道中註冊一個選擇器（Selector），這個選擇器是與一些感興趣的操作的標識（SelectionKey，即通過這個標識可以定位到具體的操作，從而進行響應的處理）相關聯的，然後基於選擇器（Selector）輪詢通道（ServerSocketChannel）上註冊的事件，並進行相應的處理。

客戶端在請求與服務端通訊時，也可以向伺服器端一樣註冊（比服務端少了一個SelectionKey.OP_ACCEPT操作集合），並通過輪詢來處理指定的事件，而不必阻塞。

下面的例子，主要以服務端為例，而客戶端只是簡單地傳送請求資料和讀響應資料。

服務端實現，程式碼如下所示：

package org.shirdrn.java.communications.nio; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.SelectionKey; import java.nio.channels.Selector; import java.nio.channels.ServerSocketChannel; import java.nio.channels.SocketChannel; import java.util.Iterator; import java.util.Set; import java.util.logging.Logger; /** * NIO服務端 * * @author shirdrn */ public class NioTcpServer extends Thread { private static final Logger log = Logger.getLogger(NioTcpServer.class.getName()); private InetSocketAddress inetSocketAddress; private Handler handler = new ServerHandler(); public NioTcpServer(String hostname, int port) { inetSocketAddress = new InetSocketAddress(hostname, port); } @Override public void run() { try { Selector selector = Selector.open(); // 開啟選擇器 ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); // 開啟通道 serverSocketChannel.configureBlocking(false); // 非阻塞 serverSocketChannel.socket().bind(inetSocketAddress); serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 向通道註冊選擇器和對應事件標識 log.info("Server: socket server started."); while(true) { // 輪詢 int nKeys = selector.select(); if(nKeys>0) { Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys(); Iterator<SelectionKey> it = selectedKeys.iterator(); while(it.hasNext()) { SelectionKey key = it.next(); if(key.isAcceptable()) { log.info("Server: SelectionKey is acceptable."); handler.handleAccept(key); } else if(key.isReadable()) { log.info("Server: SelectionKey is readable."); handler.handleRead(key); } else if(key.isWritable()) { log.info("Server: SelectionKey is writable."); handler.handleWrite(key); } it.remove(); } } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } /** * 簡單處理器介面 * * @author shirdrn */ interface Handler { /** * 處理{@link SelectionKey#OP_ACCEPT}事件 * @param key * @throws IOException */ void handleAccept(SelectionKey key) throws IOException; /** * 處理{@link SelectionKey#OP_READ}事件 * @param key * @throws IOException */ void handleRead(SelectionKey key) throws IOException; /** * 處理{@link SelectionKey#OP_WRITE}事件 * @param key * @throws IOException */ void handleWrite(SelectionKey key) throws IOException; } /** * 服務端事件處理實現類 * * @author shirdrn */ class ServerHandler implements Handler { @Override public void handleAccept(SelectionKey key) throws IOException { ServerSocketChannel serverSocketChannel = (ServerSocketChannel)key.channel(); SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept(); log.info("Server: accept client socket " + socketChannel); socketChannel.configureBlocking(false); socketChannel.register(key.selector(), SelectionKey.OP_READ); } @Override public void handleRead(SelectionKey key) throws IOException { ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(512); SocketChannel socketChannel = (SocketChannel)key.channel(); while(true) { int readBytes = socketChannel.read(byteBuffer); if(readBytes>0) { log.info("Server: readBytes = " + readBytes); log.info("Server: data = " + new String(byteBuffer.array(), 0, readBytes)); byteBuffer.flip(); socketChannel.write(byteBuffer); break; } } socketChannel.close(); } @Override public void handleWrite(SelectionKey key) throws IOException { ByteBuffer byteBuffer = (ByteBuffer) key.attachment(); byteBuffer.flip(); SocketChannel socketChannel = (SocketChannel)key.channel(); socketChannel.write(byteBuffer); if(byteBuffer.hasRemaining()) { key.interestOps(SelectionKey.OP_READ); } byteBuffer.compact(); } } public static void main(String[] args) { NioTcpServer server = new NioTcpServer("localhost", 1000); server.start(); } }

客戶端實現，程式碼如下所示：

package org.shirdrn.java.communications.nio; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.SocketChannel; import java.util.logging.Logger; /** * NIO客戶端 * * @author shirdrn */ public class NioTcpClient { private static final Logger log = Logger.getLogger(NioTcpClient.class.getName()); private InetSocketAddress inetSocketAddress; public NioTcpClient(String hostname, int port) { inetSocketAddress = new InetSocketAddress(hostname, port); } /** * 傳送請求資料 * @param requestData */ public void send(String requestData) { try { SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(inetSocketAddress); socketChannel.configureBlocking(false); ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(512); socketChannel.write(ByteBuffer.wrap(requestData.getBytes())); while (true) { byteBuffer.clear(); int readBytes = socketChannel.read(byteBuffer); if (readBytes > 0) { byteBuffer.flip(); log.info("Client: readBytes = " + readBytes); log.info("Client: data = " + new String(byteBuffer.array(), 0, readBytes)); socketChannel.close(); break; } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } public static void main(String[] args) { String hostname = "localhost"; String requestData = "Actions speak louder than words!"; int port = 1000; new NioTcpClient(hostname, port).send(requestData); } }

上述實現，NioTcpServer服務執行緒啟動後，監聽指定埠，等待客戶端請求的到來，然後NioTcpClient客戶端程序啟動併發送請求資料，服務端接收到請求資料後，響應客戶端（將請求的資料作為響應資料寫回到客戶端通道SocketChannel，並等待客戶端處理）。

實際上，客戶端和服務端可以採用同樣輪詢的非阻塞模式來實現，為簡單實現在這個例子中我們把客戶端角色簡化了，而實際上它可能在另一個系統通訊中充當服務端角色。

另外，上面對於不同事件是採用非執行緒的方式來處理，只是簡單地呼叫處理的方法。在實際中，如果存在大量連線、讀寫請求，可以考慮使用執行緒池來更大程度地併發處理，提高服務端處理的速度和吞吐量，提升系統性能。