Java nio 概述

Posted 2020-09-21 brucemengbm

Java nio 概述

Java nio 全称Java new io，是jdk1.4里提供的api。

Java nio 与 io最基本的差别

1、读写方式

Io是面向流的，仅仅能在一个方向上移动，一个输入流（inputStream）一个输出流（outputStream），须要从流中读一个或多个字节，直到读取全然部的字节。

Nio是面向缓冲的。能够双向，不管是读写，数据都会被先放到一个缓冲区

2.堵塞与非堵塞

Io流是堵塞的，当一个线程调用read()或write()时，直到被read或write完毕，在此期间。该线程处于等待堵塞模式，不干不论什么其它事情。

Nio 是非堵塞的。当一个线程从通道发出读/写的请求的时候，数据会被先放到缓冲区里。而不须要等待所有读写完毕，在此期间。这个线程能够去做别的事情，通常在空暇时候会运行其它通道上的io操作，一个线程能够管理多个通道

Nio核心概念：

Buffer (缓冲区)，Channel（通道），Selector（选择器）

Buffer

前面已经提到，Nio是面向缓冲区的。全部的读写都要先放到缓冲区。

全部的缓冲区类型都继承于抽象类Buffer,最经常使用的是Bytebuffer, java基础类基本上都有相应的buffer类来一一相应。类继承关系图例如以下：

Channel

通道和io的流类似，主要差别为：通道是双向的，可读可写，io流是单向的。仅仅能读或写，并且操作通道不会直接从通道中写入或读取数据。都是由通道将数据放入缓冲区（buffer）中。
最经常使用的通道：
Filechannel 读取/写入 文件数据
Socketchannel TCP协议的socket 读写数据
Datagramchannel UDP协议读写数据
以下是客服端发送读或写的请求过程。

用Filechannel 往文件里读取和写入数据的简单样例

读取文件内容：

public static void main(String[] args) {
		FileInputStream fin = null;
		try {
			fin = new FileInputStream("c:\\nio.txt");
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		// 获取通道
		FileChannel fc = fin.getChannel();

		// 创建缓冲区
		ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

		// 读取数据到缓冲区
		try {
			fc.read(buffer);
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}

		buffer.flip();

		while (buffer.remaining() > 0) {
			byte b = buffer.get();
			System.out.print(((char) b));
		}
		try {
			fin.close();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
	}

写入文件内容：

public static void main(String[] args) {
		File file = new File("c:\\nio.txt"); 
		FileOutputStream outputStream = null;
		try {
			outputStream = new FileOutputStream(file);
		} catch (FileNotFoundException e1) {
			e1.printStackTrace();
		} 
		FileChannel channel = outputStream.getChannel(); 
		ByteBuffer bufferWrite = ByteBuffer.allocate(1024); 
		String string = "hello nio..."; 
		bufferWrite.put(string.getBytes()); 
		//这里必须调用flip(),先读取数据到Buffer。再从Buffer中读取数据。
		bufferWrite.flip();
		try {
			channel.write(bufferWrite);
			channel.close(); 
			outputStream.close(); 
		} catch (IOException e1) {
			e1.printStackTrace();
		} 
	}

Select 
Select 能检測到注冊的全部通道上是否有读写请求，当有请求的时候才会进行读写，一个线程管理了多个通道。避免了多线程切换导致的开销。也不用去维护多个线程，操作原理例如以下图

这里介绍了javaio和nio的差别，以及nio的主要概念。还有简单的nio读写文件数据的样例，对nio就不做深入了。

有兴趣的同学能够看Jakob Jenkov的系列文章。http://tutorials.jenkov.com/java-nio/index.html

接下来会分享nio框架netty的一些学习心得，以及netty在实际项目架构中的使用