Java 函數如何使用 NIO 技術處理高並發請求？

Java NIO 是一種處理高並發請求的高效技術，使用非阻塞I/O 和輪詢機制實作：建立NIO Selector 監聽事件；註冊Channel 到Selector，監聽ACCEPT 事件；循環等待事件，處理ACCEPT、 READ、WRITE 事件；ACCEPT 事件處理客戶端連接，建立SocketChannel；READ 事件讀取數據，WRITE 事件回寫資料。

Java 函數使用NIO 處理高並發請求

簡介
#非阻塞I/O (NIO) 是Java 中一種用於處理大量並發請求的高效技術。它透過非同步操作和輪詢機制，有效地利用系統資源，提升系統吞吐量。

步驟
1. 建立 NIO Selector
NIO Selector 用於監聽註冊的 Channel 上的事件。

Selector selector = Selector.open();

2. 註冊 Channel
將 ServerSocketChannel 註冊到 Selector，監聽 ACCEPT 事件。

ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
serverChannel.configureBlocking(false);
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

3. 迴圈等待事件
透過 Selector.select() 方法監聽事件。

while (true) {
    selector.select();
    Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
    // 处理事件...
}

4. 處理 ACCEPT 事件
當 ACCEPT 事件發生時，接受連線並建立 SocketChannel。

if (key.isAcceptable()) {
    ServerSocketChannel channel = (ServerSocketChannel) key.channel();
    SocketChannel clientChannel = channel.accept();
    clientChannel.configureBlocking(false);
    clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
}

實戰案例
以下是一個簡單的 Java NIO Echo 伺服器範例。它監聽客戶端連接，並回顯收到的訊息。

EchoServer.java

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;

public class EchoServer {

    private Selector selector;
    private ServerSocketChannel serverChannel;
    private int port;

    public EchoServer(int port) {
        this.port = port;
    }

    public void start() throws IOException {
        // 创建 Selector
        selector = Selector.open();

        // 创建 ServerSocketChannel
        serverChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverChannel.configureBlocking(false);
        serverChannel.bind(new InetSocketAddress(port));
        serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

        // 不断循环等待事件
        while (true) {
            int keysCount = selector.select();
            if (keysCount == 0) {
                continue;
            }
            Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
            for (SelectionKey key : keys) {
                try {
                    if (key.isAcceptable()) {
                        handleAccept(key);
                    } else if (key.isReadable()) {
                        handleRead(key);
                    } else if (key.isWritable()) {
                        handleWrite(key);
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                    key.cancel();
                    SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
                    channel.close();
                }
            }
            keys.clear();
        }
    }

    private void handleAccept(SelectionKey key) throws IOException {
        ServerSocketChannel channel = (ServerSocketChannel) key.channel();
        SocketChannel clientChannel = channel.accept();
        clientChannel.configureBlocking(false);
        clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
    }

    private void handleRead(SelectionKey key) throws IOException {
        SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        int readBytes = channel.read(buffer);
        if (readBytes == -1) {
            channel.close();
            return;
        }
        buffer.flip();
        channel.write(buffer);
    }

    private void handleWrite(SelectionKey key) throws IOException {
        SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
        channel.write(ByteBuffer.allocate(1024));
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        new EchoServer(9090).start();
    }
}

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