java NIO

Posted 2020-08-12

Java NIO提供了与标准IO不同的IO工作方式：

• Channels and Buffers（通道和缓冲区）：标准的IO基于字节流和字符流进行操作的，而NIO是基于通道（Channel）和缓冲区（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。
• Asynchronous IO（异步IO）：Java NIO可以让你异步的使用IO，例如：当线程从通道读取数据到缓冲区时，线程还是可以进行其他事情。当数据被写入到缓冲区时，线程可以继续处理它。从缓冲区写入通道也类似。
• Selectors（选择器）：Java NIO引入了选择器的概念，选择器用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，数据到达）。因此，单个的线程可以监听多个数据通道。

1. Channel的实现

Java NIO中最重要的通道的实现：

• FileChannel：从文件中读写数据。
• 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。

2. Buffer的类型

Java NIO 有以下Buffer类型：

• ByteBuffer
• MappedByteBuffer
• CharBuffer
• DoubleBuffer
• FloatBuffer
• IntBuffer
• LongBuffer
• ShortBuffer

2. Selector（选择器）

　　Selector（选择器）是Java NIO中能够检测一到多个NIO通道，并能够知晓通道是否为诸如读写事件做好准备的组件。这样，一个单独的线程可以管理多个channel，从而管理多个网络连接。
Selector监听Channel时间类型：

• SelectionKey.OP_CONNECT    connect事件   socketChannel 通过连接事件连接
• SelectionKey.OP_ACCEPT       accept 事件    serverSocketChannel 通过accept方法接收SocketChannel
• SelectionKey.OP_READ          Read 事件       Channel通过read方法将数据写到buffer中 
• SelectionKey.OP_WRITE         Write 事件      Channel通过write方法将buffer中的数据写到通道中

eg:

　　监听端口888得到的数据

　　ServerSocketChannel  serverSocketChannel1 = ServerSocketChannel.open();

　　serverSocketChannel1.socket().bind(new InetSocketAddress(888));  // 监听888端口 

　　SocketChannel channel =  serverSocketChannel.accept();   

　　SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();   

　　socketChannel.connect(new InetSocketAddress("http://jenkov.com", 80));  

　　Selector selector = Selector.open();  

　　channel.configureBlocking(false);   

　   channel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);  // socket接收

　　socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); // 读

　　while(true) {   

　　　　int readyChannels = selector.select();   

　　　　if(readyChannels == 0) continue;   

  　　　　Set selectedKeys = selector.selectedKeys();   

  　　　　Iterator keyIterator = selectedKeys.iterator();   

　　　　while(keyIterator.hasNext()) {   

    　　　　SelectionKey key = keyIterator.next();   

　　　　if(key.isAcceptable()) {   

　　　　　　// a connection was accepted by a ServerSocketChannel. 

　　　　　　ServerSocketChannel serverSocketChannel = SelectionKey.channel();

　　　　　　SocketChannel socketChannel =   serverSocketChannel.accept(); 

　　　　　　ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);   

　　　　　　socketChannel.read(buf);

    　　　} else if (key.isConnectable()) {   

　　　　     // a connection was established with a remote server.   

            } else if (key.isReadable()) {

               // a channel is ready for reading   

            } else if (key.isWritable()) {   

　　　　　　SocketChannel socketChannel =  SelectionKey.channel();

String newData = "New String to write to file..." + System.currentTimeMillis();   

　　　　　　ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);   

　　　　　　buf.clear();   

　　　　　　buf.put(newData.getBytes());   

　　　　　　buf.flip();  // 将Buffer从写模式切换到读模式

　　　　　　socketChannel.write(buf);

               // a channel is ready for writing   

    　　   }

   　　keyIterator.remove();

  }   

}  

参考:http://www.iteye.com/magazines/132-Java-NIO#590