NIO 非阻塞模式

非阻塞 IO 是 NIO 的核心特性，通过 Selector 实现高效的多连接管理。

阻塞 vs 非阻塞

特性	阻塞 IO	非阻塞 NIO
等待数据	等待直到数据就绪	立即返回，未就绪返回 0
线程模型	一个连接一个线程	单线程管理多连接
资源消耗	线程多，消耗大	线程少，消耗小
适用场景	低并发	高并发

非阻塞模式设置

Java

// Channel 设置为非阻塞
SocketChannel channel = SocketChannel.open();
channel.configureBlocking(false);  // 关键：设为非阻塞

ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
serverChannel.configureBlocking(false);  // 服务端通道非阻塞

必须设置非阻塞：默认是阻塞模式，必须调用 configureBlocking(false)。

Selector 工作流程

1. 创建 Selector

Java

Selector selector = Selector.open();

2. 注册 Channel

Java

ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
serverChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));
serverChannel.configureBlocking(false);  // 非阻塞
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

3. 事件循环

Java

while (true) {
    // 等待至少一个事件发生
    int readyCount = selector.select();  // 阻塞等待
    // int readyCount = selector.selectNow();  // 立即返回

    if (readyCount == 0) continue;

    Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
    Iterator<SelectionKey> iter = selectedKeys.iterator();

    while (iter.hasNext()) {
        SelectionKey key = iter.next();
        iter.remove();  // 移除已处理的 key

        if (key.isAcceptable()) {
            handleAccept(key);
        }
        if (key.isReadable()) {
            handleRead(key);
        }
        if (key.isWritable()) {
            handleWrite(key);
        }
    }
}

4. 处理事件

Java

private void handleAccept(SelectionKey key) throws IOException {
    ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
    SocketChannel client = server.accept();  // 接收连接
    client.configureBlocking(false);
    client.register(key.selector(), SelectionKey.OP_READ);
}

private void handleRead(SelectionKey key) throws IOException {
    SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    int len = client.read(buffer);  // 非阻塞，未就绪返回 0

    if (len == -1) {
        client.close();  // 连接关闭
    } else if (len > 0) {
        buffer.flip();
        // 处理数据
    }
}

select() 方法区别

方法	行为
select()	阻塞直到至少一个事件发生
select(timeout)	阻塞最多 timeout 毫秒
selectNow()	立即返回，不阻塞

必须移除已处理的 key：iterator.remove() 防止重复处理。

完整服务端示例

Java

public class NioServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Selector selector = Selector.open();
        ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open();
        server.bind(new InetSocketAddress(8080));
        server.configureBlocking(false);
        server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

        while (true) {
            selector.select();
            for (SelectionKey key : selector.selectedKeys()) {
                selector.selectedKeys().remove(key);

                if (key.isAcceptable()) {
                    SocketChannel client = server.accept();
                    client.configureBlocking(false);
                    client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                }
                if (key.isReadable()) {
                    SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
                    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                    if (client.read(buffer) == -1) {
                        client.close();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

要点总结

非阻塞模式：configureBlocking(false)
Selector 监控多个 Channel 事件
select() 阻塞等待事件，selectNow() 立即返回
处理完 SelectionKey 必须移除，避免重复处理
单线程管理多连接，适合高并发网络场景
非阻塞读返回 0 表示数据未就绪，返回 -1 表示连接关闭

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