单selector驱动双向非阻塞转发:监听客户端接入与后端连接建立,通过proxysession关联client/server通道,按tlv解析消息并独立处理读写,异常时双向清理连接。

核心思路:单 Selector 驱动双向转发
Java NIO 实现 TCP 代理,关键不是“复制粘贴连接”,而是构建两个独立但同步的非阻塞数据流通道:一个从公网客户端(client → proxy),另一个从内网目标服务(proxy → server)。整个代理服务只需一个主线程驱动一个 Selector,就能同时监听客户端接入、客户端数据到达、后端连接建立、后端响应返回四类事件,避免线程爆炸。
关键组件与初始化步骤
启动时需准备三类核心资源:
-
监听通道(ServerSocketChannel):绑定本地代理端口(如 8081),设为非阻塞,注册
OP_ACCEPT -
远端地址(InetSocketAddress):指向内网真实服务,如
192.168.1.100:8080 - 共享 Selector:所有后续创建的 SocketChannel(客户端连接、后端连接)都注册到它,统一事件调度
连接建立与关联管理
当有新客户端接入(OP_ACCEPT)时,不能直接发起后端连接——因为后端连接是异步的,需防止状态错乱。推荐做法:
- 接受
SocketChannel clientCh,设为非阻塞,注册OP_READ - 为该 clientCh 的
SelectionKeyattach 一个 ProxySession 对象,里面至少包含:clientCh、待创建的serverCh(初始 null)、读写缓冲区(ByteBuffer)、当前转发状态(如 CONNECTING / ESTABLISHED) - 立即发起异步后端连接:
SocketChannel serverCh = SocketChannel.open(); serverCh.configureBlocking(false); serverCh.connect(remoteAddr);,再注册OP_CONNECT到同一 selector,并把该 key 的 attachment 指向同一个ProxySession
数据转发与粘包处理
数据不是“一读一转”,而要按方向独立处理,且必须解决 TCP 无消息边界问题:
-
client → server 方向:在 clientCh 的
OP_READ事件中读取数据到 session 的clientReadBuf;若读到完整业务消息(建议采用 TLV 协议:4 字节长度 + 原始内容),则将内容写入serverCh;若未读满,保留 buffer 等下次就绪 -
server → client 方向:在 serverCh 的
OP_READ事件中同理解析并转发回 clientCh -
写操作触发:write 可能不一次完成,需注册
OP_WRITE并在就绪时继续 flush,直到 buffer 中数据全部写出;写完后及时取消OP_WRITE防止空轮询
异常与连接生命周期管理
代理必须健壮,任何一端断开都要清理另一端:
- 任一 Channel 发生
IOException或 read 返回 -1(对端关闭),立即关闭本端 Channel,并从 selector 注销其 key - 关闭前检查 session 中另一端是否还活着:若 client 已断,serverCh 应 close;若 server 断连,clientCh 应发送 “服务不可用” 后关闭
- 使用
ConcurrentHashMap<selectionkey proxysession></selectionkey>或直接在 key attachment 中存 session,确保多事件并发访问安全
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