Java NIO 系列学习(一)Java NIO概述

Wesley13
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参考资料:

http://www.importnew.com/19816.html

http://ifeve.com/overview/

NIO 三大核心部分:

  Channel(通道)、Buffer(缓冲区)、Selector(选择区)

NIO和传统IO的不同之处:

  传统IO  :

    基于字节流和字符流进行操作;

    IO是面向流的:

      意味着每次从流中读取一个或多个字节,直至读取所有字节,它们没有被缓存在任何地方。此外,它不能前后移动流中的数据,如果需要前后移动从流中读取的数据,需要先将它缓存到一个缓冲区;

    IO的各种流是阻塞的:

      意味着当一个线程调用read()或write()时,该线程被阻塞,直到有一些数据被读取,或数据完全写入,在此期间该线程不能再干任何事情了。

  NIO       :

    基于Channel和Buffer进行操作:数据总是从通道读取到缓冲区中,或者从缓冲区写入到通道中。Selector用于监听多个通道的事件。因此,单个线程可以监听多个数据通道;

    NIO是面向缓冲区的:

      NIO的缓冲导向方法略有不同:数据读取到一个它稍后处理的缓冲区,需要时可在缓冲区中前后移动,增加了处理过程中的灵活性。但是,还需要检查是否该缓冲区中包含所有您需要处理的数据。而且,需要确保当更多的数据读入缓冲区时,不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据;

    NIO的非阻塞模式:

      使一个线程从某通道发送请求读取数据,但是它仅能得到目前可用的数据,如果目前没有数据可用时,就什么都不会获取,而不是保持线程阻塞,所以直至数据变的可以读取之前,该线程可以继续做其他的事情。

      非阻塞写也是如此,一个线程请求写入一些数据到某通道,但不需要等待它完全写入,这个线程同时可以去做别的事情。

      线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其他通道上执行IO操作,所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道。

Channel:

  Channel和IO中Stream(流)是差不多一个等级的。只不过Stream是单向的,譬如:InputStream,OutputStream. 而Channel是双向的,既可以用来进行读操作,又可以用来进行写操作。

  NIO中Channel的主要实现有:

FileChannel、DatagramChannel、SocketChannel、ServerSocketChannel

    FileChannel从文件中读写数据(文件IO);

    DatagramChannel能通过UDP读写网络中的数据;

    SocketChannel能通过TCP读写网络中的数据;

    ServerSocketChannel可以监听新进来的TCP连接,像Web服务器那样。对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel。

Buffer:

  NIO中关键的Buffer实现:

ByteBuffer、CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer、ShortBuffer

分别对应基本数据类型:byte、char、double、float、int、long、short。

    NIO中还有MappedByteBuffer,用于标识内存映射文件。

Selector:

  Selector运行单线程处理多个Channel。如果你的应用打开了多个通道,但每个连接的流量都很低,使用Selector就会很方便。例如,在一个聊天服务器中。

  这是在一个单线程中使用一个Selector处理3个Channel的图示:

     Java NIO 系列学习(一)Java NIO概述

  要使用Selector,得向Selector注册Channel,然后调用它的select()方法。这个方法会一直阻塞到某个注册的通道有事件就绪。一旦这个方法返回,线程就可以处理这些事件,事件的例子有如新连接进来,数据接收等。

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