2.6 Socket和Channel的整合

04-13 分类：Java程序员修炼之道

应用软件对网络接入的需求比以往任何时候都要迫切。仿佛一夜之间，家里所有东西都要联网了。在旧版Java中，套接字和通道结合得并不是很好，将它们两个配合在一起是件棘手的事情。因此Java 7推出了NetworkChannel，把Socket和Channel结合到一起，让开发人员可以轻松应对。

编写底层网络代码算是专业领域。如果你的工作领域与此无关，完全可以跳过这一节！但如果恰好你就是干这个的，你可以在本节对Java 7的新特性有一个初步了解。

我们先来看看套接字和通道在Javadoc中的定义，重温一下它们在Java中扮演的角色：

java.nio.channels包 定义通道，表示连接到执行I/O操作的实体，比如文件和套接字。定义用于多路传输、非阻塞I/O操作的选择器。 java.net.Socket类 该类实现了客户端套接字（也称为“套接字”）。套接字是两个机器间通信的端点。

在旧版Java中，为了执行I/O操作，比如向TCP端口中写入数据，你需要将通道绑定到Socket的实现类上，但Channel和Socket彼此之间却有“代沟”：

  • 在旧版Java中，为了配置套接字选项和绑定在套接字上，必须把通道和套接字的API整合在一起；
  • 在旧版Java中，不能利用平台特定的套接字行为。

让我们来看看新接口NetworkChannel和其子接口MulticastChannel对这两个领域做的“整理”工作。

2.6.1　NetworkChannel

新接口java.nio.channels.NetworkChannel代表一个连接到网络套接字通道的映射。它定义了一组实用的方法，比如查看及设置通道上可用的套接字选项等。下面的代码运用这些方法输出互联网套接字地址在端口3080上所支持的选项，设置IP服务条款选项以及确认套接字通道上的SO_KEEPALIVE选项。

代码清单2-10　NetworkChannel选项 

SelectorProvider provider = SelectorProvider.provider;
try
{
   /**将NetworkChannel绑定到端口3080上*/
   NetworkChannel socketChannel = provider.openSocketChannel;
   SocketAddress address = new InetSocketAddress(3080);
   socketChannel = socketChannel.bind(address);
   /**检查套接字选项*/
  Set<SocketOption<?>> socketOptions = 
    socketChannel.supportedOptions;
  System.out.println(socketOptions.toString);
   /**设置套接字的ToS（服务条款）选项*/
  socketChannel.setOption(StandardSocketOption.IP_TOS, 3);
   /**获取SO_KEEPALIVE 选项*/
  Boolean keepAlive=
        socketChannel.getOption(StandardSocketOption.SO_KEEPALIVE); 
 ..
 ..
}
catch (IOException e)
{
   System.out.println(e.getMessage);
}

此外，NetworkChannel的出现使得多播操作成为可能。

2.6.2　MulticastChannel

像BitTorrent这样的对等网络程序一般都具备多播的功能。在Java的早期版本中，虽然拼凑一下也能实现多播，但却没有很好的API抽象层。Java 7中的新接口MulticastChannel解决了这个问题。

术语多播（或组播）表示一对多的网络通讯，通常用来指代IP多播。其基本前提是将一个包发送到一个组播地址，然后网络对该包进行复制，分发给所有接收端（注册到组播地址中），如图2-5所示。

图2-5　多播示例

为了让新来的NetworkChannel加入多播组，Java 7提供了一个新接口java.nio.channels.MulticastChannel及其默认实现类DatagramChannel。也就是说你可以很轻松地对多播组发送和接收数据。

下面的代码说明了如何加入IP地址为180.90.4.12的多播组，并对其发送和接收系统状态信息。

代码清单2-11　NetworkChannel选项 

try
{
   /**选择网络接口*/
   NetworkInterface networkInterface = 
   NetworkInterface.getByName("net1"); 
   /**打开DatagramChannel*/
   DatagramChannel dc = 
   DatagramChannel.open(StandardProtocolFamily.INET); 
   /**将通道设置为多播*/
   dc.setOption(StandardSocketOption.SO_REUSEADDR, 
              true);
   dc.bind(new InetSocketAddress(8080));
   dc.setOption(StandardSocketOptions.IP_MULTICAST_IF, 
                networkInterface);
   /**加入多播组*/
   InetAddress group = InetAddress.getByName("180.90.4.12");
   MembershipKey key = dc.join(group, networkInterface); 
}
catch (IOException e)
{
   System.out.println(e.getMessage);
}

到此为止，我们对NIO.2 API的初步研究已经结束了。希望你喜欢这次行色匆匆的旅程！

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