4.4 客户端编程范例

本节介绍如何用java.nio包中的类来创建客户程序EchoClient，本节提供了两种实现方式。

·4.4.1节的例程4-5：采用阻塞模式，单线程。

·4.4.2节的例程4-6：采用非阻塞模式，单线程。

4.4.1 创建阻塞的EchoClient

客户程序一般不需要同时建立与服务器的多个连接，因此用一个线程，按照阻塞模式运行就能满足需求。本书1.5.2节的例程1-3的EchoClient类是通过创建Socket来建立与服务器的连接的，例程4-5的EchoClient类通过创建SocketChannel来与服务器连接，这个SocketChannel采用默认的阻塞模式。

例程4-5 EchoClient.java（阻塞模式）

在EchoClient类中，调用socketChannel.connect(isa)方法连接远程服务器，该方法在阻塞模式下运行时，将等到与远程服务器的连接建立成功才返回。在EchoClient类的talk()方法中，通过socketChannel.socket()方法获得与SocketChannel关联的Socket对象，然后从这个Socket中获得输出流与输入流，再一行行地发送和接收数据，这种处理方式与1.5.2节的例程1-3的EchoClient类相同。

4.4.2 创建非阻塞的EchoClient

对于客户与服务器之间的通信，按照它们收发数据的协调程度来区分，可分为同步通信和异步通信。同步通信指甲方向乙方发送了一批数据后，必须等接收到了乙方的响应数据后，再发送下一批数据。异步通信指发送数据和接收数据的操作互不干扰，各自独立进行。值得注意的是，通信的两端并不要求都采用同样的通信方式，当一方采用同步通信方式时，另一方可以采用异步通信方式。

同步通信要求一个I/O操作完成之后，才能完成下一个I/O操作，用阻塞模式更容易实现它。异步通信允许发送数据和接收数据的操作各自独立进行，用非阻塞模式更容易实现它。本书第1章和第3章介绍的EchoServer都采用同步通信，每当接收到客户的一行数据，都发回一行响应数据，然后接收下一行数据。4.3.2节的例程4-3，以及4.3.3节的例程4-4介绍的EchoServer都采用异步通信，每次接收数据时，能读到多少数据，就读多少数据。

1.5.2节的例程1-3和4.4.1节的例程4-5的EchoClient类都采用同步通信方式，每次向EchoServer发送了一行数据后，都必须等接收到了EchoServer发回的响应数据，再发送下一行数据。例程4-6的EchoClient类利用非阻塞模式来实现异步通信。在EchoClient类中，定义了sendBuffer和receiveBuffer两个ByteBuffer。EchoClient把用户向控制台输入的数据存放到sendBuffer中，并且把sendBuffer中的数据发送给远程服务器；EchoClient把从远程服务器接收到的数据存放在receiveBuffer中，并且把receiveBuffer中的数据打印到控制台。图4-16展示了这两个Buffer的作用。

例程4-6 EchoClient.java（非阻塞模式）

在EchoClient类的构造方法中，创建了SocketChannel对象后，该SocketChannel对象采用默认的阻塞模式，调用socketChannel.connect(isa)方法，该方法将按照阻塞模式来与远程服务器EchoServer连接，只有当连接建立成功，该connect()方法才会返回。接下来程序调用socketChannel.configureBlocking(false)方法把SocketChannel设为非阻塞模式，这使得接下来通过SocketChannel来接收和发送数据都会采用非阻塞模式。

EchoClient类共使用了主线程和Receiver线程两个线程。主线程主要负责接收和发送数据，这些操作由talk()方法实现。Receiver线程负责读取用户向控制台输入的数据，该操作由receiveFromUser()方法实现。

receiveFromUser()方法读取用户输入的字符串，把它存放到sendBuffer中。如果用户输入字符串“bye”，就退出receiveFromUser()方法，这使得执行该方法的Receiver线程结束运行。由于主线程在执行send()方法时，也会操纵sendBuffer，为了避免两个线程对共享资源sendBuffer的竞争，receiveFromUser()方法对操纵sendBuffer的代码进行了同步。

talk()方法向Selector注册读就绪和写就绪事件，然后轮询已经发生的事件，并做出相应的处理。如果发生读就绪事件，就执行receive()方法，如果发生写就绪事件，就执行send()方法。

receive()方法接收EchoServer发回的响应数据，把它们存放在receiveBuffer中。如果receiveBuffer中已经存满一行数据，就向控制台打印这一行数据，并且把这行数据从receiveBuffer中删除。如果打印的字符串为“echo:bye\r\n”，就关闭SocketChannel，并且结束程序。

send()方法把sendBuffer中的数据发送给EchoServer，然后删除已经发送的数据。由于Receiver线程以及执行send()方法的主线程都会操纵共享资源sendBuffer，为了避免对共享资源的竞争，对send()方法中操纵sendBuffer的代码进行了同步。