Java 网络编程之TCP(五)：分析服务端注册OP_WRITE写数据的各种场景（三）

2024-04-25 12:52
文章标签 java 分析 数据 编程 服务端 网络 场景 注册 tcp op write

本文主要是介绍Java 网络编程之TCP(五)：分析服务端注册OP_WRITE写数据的各种场景（三），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

在服务端使用多线程对同个客户端进行读写，会带来意想不到的问题。

前面的文章中，服务端都是在一个单线程main中，处理所有接收到的IO事件，为了提高效率，会自然的想到，为OP_READ和OP_WRITE事件分配多线程处理。

需求：服务端把接收到的数据，原样返回给客户端

服务端代码如下：

直接在单线程的代码上，把单线程的read和write逻辑，放入一个单独的线程

服务代码如下：

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;public class SocketMultiplexingSingleThreadv2_2 {private ServerSocketChannel server = null;private Selector selector = null;   //linux 多路复用器（select poll epoll） nginx  event{}int port = 9090;public void initServer() {try {server = ServerSocketChannel.open();server.configureBlocking(false);server.bind(new InetSocketAddress(port));selector = Selector.open();  //  select  poll  *epollserver.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public void start() {initServer();System.out.println("服务器启动了。。。。。");try {while (true) {
//                Set<SelectionKey> keys = selector.keys();
//                System.out.println(keys.size()+"   size");while (selector.select(50) > 0) {Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();Iterator<SelectionKey> iter = selectionKeys.iterator();while (iter.hasNext()) {SelectionKey key = iter.next();iter.remove();if (key.isAcceptable()) {acceptHandler(key);} else if (key.isReadable()) {
//                            key.cancel();  //现在多路复用器里把key  cancel了System.out.println("in.....");readHandler(key);//还是阻塞的嘛？ 即便以抛出了线程去读取，但是在时差里，这个key的read事件会被重复触发} else if(key.isWritable()){  //我之前没讲过写的事件！！！！！//写事件<--  send-queue  只要是空的，就一定会给你返回可以写的事件，就会回调我们的写方法//你真的要明白：什么时候写？不是依赖send-queue是不是有空间//1，你准备好要写什么了，这是第一步//2，第二步你才关心send-queue是否有空间//3，so，读 read 一开始就要注册，但是write依赖以上关系，什么时候用什么时候注册//4，如果一开始就注册了write的事件，进入死循环，一直调起！！！
//                            key.cancel();key.interestOps(key.interestOps() & ~SelectionKey.OP_WRITE);writeHandler(key);}}}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}private void writeHandler(SelectionKey key) {new Thread(()->{System.out.println("write handler...");SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();buffer.flip();while (buffer.hasRemaining()) {try {int write = client.write(buffer);System.out.println("write " + Thread.currentThread().getName()+ " " + write);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}buffer.clear();
//            key.cancel();//            try {client.shutdownOutput();
//client.close();
//
//            } catch (IOException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }}).start();}public void acceptHandler(SelectionKey key) {try {ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel) key.channel();SocketChannel client = ssc.accept();client.configureBlocking(false);ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(8192);client.register(selector, SelectionKey.OP_READ, buffer);System.out.println("-------------------------------------------");System.out.println("新客户端：" + client.getRemoteAddress());System.out.println("-------------------------------------------");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public void readHandler(SelectionKey key) {new Thread(()->{System.out.println("read handler.....");SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();buffer.clear();int read = 0;try {while (true) {read = client.read(buffer);System.out.println("read " + Thread.currentThread().getName()+ " " + read);if (read > 0) {client.register(key.selector(), key.interestOps() + SelectionKey.OP_WRITE,buffer);} else if (read == 0) {break;} else {client.close();break;}}} catch (IOException e) {try {System.out.println("client " + client.getRemoteAddress() + " disconnected");client.close();} catch (IOException ex) {throw new RuntimeException(ex);}e.printStackTrace();}}).start();}public static void main(String[] args) {SocketMultiplexingSingleThreadv2_2 service = new SocketMultiplexingSingleThreadv2_2();service.start();}
}

测试：

先启动一个服务端，再启动一个客户端，客户端发送数据

服务端日志：

服务器启动了。。。。。
-------------------------------------------
新客户端：/127.0.0.1:21598
-------------------------------------------
in.....
in.....
read handler.....
in.....
read handler.....
read Thread-0 5
read Thread-1 0
read handler.....
read Thread-2 0
read Thread-0 0
write handler...

客户端日志：

client connected to server
1234
client receive data from consolejava.io.BufferedInputStream@6acfcaf3 : 1234

可以看到，客户端发送数据，没有接收到服务端返回的数据；

服务端接收到数据后，在写数据的时候，buffer中没有数据可写；

再仔细看下服务端的日志，可以同个客户端只发送一条数据的时候，有3个线程来处理，其他两个线程读到的数据都是0；


一个客户端的读事件，分配一个线程处理，但是线程还没处理完，下个读事件就来了，就又分配一个线程处理。。。而同一个客户端共享一个buffer，在register OP_READ的时候attach的。
这样使得buffer中的数据还没来得及写出去，就被其他读线程给冲掉了（read == 0）；

tip:read事件来的时候，如果不读取数据，read事件会一直有的

解决方法：不可以并发读同一个client， 在处理一个Client的 OP_READ的时候先取消 OP_READ的注册，读完了后，在注册一个 OP_READ

新的服务端代码：

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.*;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;public class SocketMultiplexingSingleThreadv2 {private ServerSocketChannel server = null;private Selector selector = null;   //linux 多路复用器（select poll epoll） nginx  event{}int port = 9090;public void initServer() {try {server = ServerSocketChannel.open();server.configureBlocking(false);server.bind(new InetSocketAddress(port));selector = Selector.open();  //  select  poll  *epollserver.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public void start() {initServer();System.out.println("服务器启动了。。。。。");try {while (true) {
//                Set<SelectionKey> keys = selector.keys();
//                System.out.println(keys.size()+"   size");while (selector.select(50) > 0) {Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();Iterator<SelectionKey> iter = selectionKeys.iterator();while (iter.hasNext()) {SelectionKey key = iter.next();iter.remove();if (key.isAcceptable()) {acceptHandler(key);} else if (key.isReadable()) {
//                            key.cancel();  //现在多路复用器里把key  cancel了System.out.println("in.....");// 同一个Client，读之前先取消OP_READ，防止多线程冲突吹key.interestOps(key.interestOps() & ~SelectionKey.OP_READ);readHandler(key);//还是阻塞的嘛？ 即便以抛出了线程去读取，但是在时差里，这个key的read事件会被重复触发} else if(key.isWritable()){  //我之前没讲过写的事件！！！！！//写事件<--  send-queue  只要是空的，就一定会给你返回可以写的事件，就会回调我们的写方法//你真的要明白：什么时候写？不是依赖send-queue是不是有空间//1，你准备好要写什么了，这是第一步//2，第二步你才关心send-queue是否有空间//3，so，读 read 一开始就要注册，但是write依赖以上关系，什么时候用什么时候注册//4，如果一开始就注册了write的事件，进入死循环，一直调起！！！
//                            key.cancel();key.interestOps(key.interestOps() & ~SelectionKey.OP_WRITE);writeHandler(key);}}}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}private void writeHandler(SelectionKey key) {new Thread(()->{System.out.println("write handler...");SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();buffer.flip();while (buffer.hasRemaining()) {try {int write = client.write(buffer);System.out.println("write " + Thread.currentThread().getName()+ " " + write);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}buffer.clear();
//            key.cancel();//            try {client.shutdownOutput();
//client.close();
//
//            } catch (IOException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }}).start();}public void acceptHandler(SelectionKey key) {try {ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel) key.channel();SocketChannel client = ssc.accept();client.configureBlocking(false);ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(8192);client.register(selector, SelectionKey.OP_READ, buffer);System.out.println("-------------------------------------------");System.out.println("新客户端：" + client.getRemoteAddress());System.out.println("-------------------------------------------");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public void readHandler(SelectionKey key) {new Thread(()->{System.out.println("read handler.....");SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();buffer.clear();int read = 0;try {while (true) {read = client.read(buffer);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " " + read);if (read > 0) {// 同一个Client，读完数据后，要再次注册OP_READ，读后面发送过来的数据key.interestOps(  SelectionKey.OP_READ);client.register(key.selector(), key.interestOps() + SelectionKey.OP_WRITE,buffer);} else if (read == 0) {break;} else {client.close();break;}}} catch (IOException e) {try {System.out.println("client " + client.getRemoteAddress() + " disconnected");client.close();} catch (IOException ex) {throw new RuntimeException(ex);}e.printStackTrace();}}).start();}public static void main(String[] args) {SocketMultiplexingSingleThreadv2 service = new SocketMultiplexingSingleThreadv2();service.start();}
}

测试：

先启动一个服务端，再启动一个客户端1，客户端1发送数据

服务端日志：

服务器启动了。。。。。
-------------------------------------------
新客户端：/127.0.0.1:24029
-------------------------------------------
in.....
read handler.....
Thread-0 8
Thread-0 0
write handler...
write Thread-1 8

客户端1日志：

client connected to server
client1
client receive data from consolejava.io.BufferedInputStream@65231a33 : client1client receive data from serverjava.net.Socket$SocketInputStream@4629104a data size：8: client1

可以看到，客户单和服务端都可以正常接收和发送数据。

再添加一个客户端2，发送数据

服务端日志：

服务器启动了。。。。。
-------------------------------------------
新客户端：/127.0.0.1:24029
-------------------------------------------
in.....
read handler.....
Thread-0 8
Thread-0 0
write handler...
write Thread-1 8
-------------------------------------------
新客户端：/127.0.0.1:24105
-------------------------------------------
in.....
read handler.....
Thread-2 8
Thread-2 0
write handler...
write Thread-3 8

客户端2的日志：

client connected to server
client2
client receive data from consolejava.io.BufferedInputStream@65231a33 : client2client receive data from serverjava.net.Socket$SocketInputStream@27f8302d data size：8: client2

可以看到，客户端2和服务端都可以正常接收和发送数据。

客户端1，再次发送数据

客户端日志：

client connected to server
client1
client receive data from consolejava.io.BufferedInputStream@65231a33 : client1client receive data from serverjava.net.Socket$SocketInputStream@4629104a data size：8: client1clent1_2
client receive data from consolejava.io.BufferedInputStream@65231a33 : clent1_2client receive data from serverjava.net.Socket$SocketInputStream@4629104a data size：9: clent1_2

服务端日志：

服务器启动了。。。。。
-------------------------------------------
新客户端：/127.0.0.1:24029
-------------------------------------------
in.....
read handler.....
Thread-0 8
Thread-0 0
write handler...
write Thread-1 8
-------------------------------------------
新客户端：/127.0.0.1:24105
-------------------------------------------
in.....
read handler.....
Thread-2 8
Thread-2 0
write handler...
write Thread-3 8
in.....
read handler.....
Thread-4 9
Thread-4 0
write handler...
write Thread-5 9

从服务端日志中，可以看到，每个客户端的读事件，只有一个线程处理。

整个处理流程是服务预期的。

这篇关于Java 网络编程之TCP(五)：分析服务端注册OP_WRITE写数据的各种场景（三）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/934738。

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