java基础篇之nio与aio

Posted 2020-10-09

1.同步和异步

同步：指一个任务运行完以后接着运行下一个任务

异步：接到一个任务后开启一个新的线程运行此任务，基本不占用原线程时间

2.阻塞与非阻塞

阻塞：多个线程同时访问一份数据时，只有一个线程进行访问，其他处于等待状态

非阻塞：多个线程可以同时访问同一份数据 

3.nio与io及aio区别

nio：同步非阻塞式

io：同步阻塞式

aio：异步非阻塞式

效率io<nio<aio

4.buffer缓冲区：进行相应的数据读写等操作

1）子类有bytebuffer，charbuffer，floatbuffer，doublebuffer，intbuffer，longbuffer，shortbuffer等，但是没有booleanbuffer（因为boolean只有true和false不好确定其位置）

2）buffer缓冲区的4个核心属性

capacity：容量，表示缓冲区中最大储存数据的容量

limit：界限，表示缓冲区中可以操作数据的大小（limit后的数据进行不能读写操作）

position：位置，表示缓冲区中正在操作数据的位置

mark：标记记录当前position的位置

3）buffer的方法：

capacity()：返回capacity大小=等于设定值

clear（）：进行相应的重置，limit=capacity=设定值 position=0

flip(): position位置变为数据插入起点0，limit变为数据插入的末端，capacity不变，put后一般都会用到flip（）

array()：返回一个相应数组

hasRemaining():换回是否已经到达上界limit，一般与while配合使用

limit(int newLimit)：设置上界，一般用于算取长度

position(int newPosition)：设置position位置

remaining()：返回从position位置到上界位置还剩元素的数目

reset()：将position设定在mark（）标记位置处，一般情况下reset与mak配合使用的

rewind()：将position位置设为0，并且清除mark标记

isDirect()：返回是否是直接缓冲区

isReadOnly()：返回这个缓冲区是否只读

hasArray()：此缓冲区是否返回的是一个可访问的数组

4）buffer子类之间的相互转换，as。。。，capacity会进行相应的字节长度变换

5）bytebuffer

获取对象的方法

Bytebuffer.allocate(int capacity)：非直接缓冲区

Bytebuffer.allocateDirect(int capacity)：直接缓冲区

Bytebuffer.wrap(byte[] array)：非直接缓冲区

Bytebuffer.wrap(byte[] array, int offset, int length)：非直接缓冲区

Bytebuffer常用方法:

get(byte[] dst)：获取缓冲区数组内容

get(int index)：获取指定位置的缓冲区内容

order()：获取此缓冲区的字节顺序

put(byte[] src)：缓冲区按数组放入数据

put(byte b)：缓冲区按字节放入数据

put(int index, byte b)：指定位置放入字节数据

6）一般使用步骤

创建buffer对象，定义初始容量

put放入数据

Flip（）翻转

Get（）获取数据

Clear（）重置

5. channel通道：连接数据源的通道，程序不能直接访问channel中的数据，必须与bytebuffer进行相应的数据交互，才能访问其中的数据

1）接口中的方法

Close（）：通道的关闭

Isopen（）：返回通道是开启还是关闭

2）实现接口常用类    

 nio

FileChannel类；DatagramChannel类 ServerSocketChannel类 SocketChannel类

Aio

AsynchronousFileChannel类 AsynchronousServerSocketChannel类 AsynchronousSocketChannel类

3）nio

FileChannel类

常用获取对象的方法

              Fileinputstream.getchannel（）

              Fileoutputstream.getchannel()

              RandomAccessFile.getchannel()

              Filechannel.open(Path path, OpenOption... options)  (path:paths.get(String url),

openoption…可变参数

子类 StandardOpenOption枚举类型

常用值：

Append：添加在文件末尾

Create：如果文件不存在创建文件，存在就覆盖，此选项会忽略create_new选项

create_new：如果不存在就创建，如果存在就报错

write：写

read：读)

常用方法：

Force（）：强制将通道内的内容写入相应的存储设备上，对与系统崩溃时即时保存数据有用

Lock（）：获取通道的独占锁（独占锁：每次只可以一个线程访问，共享锁：并发访问共享资源，允许许可的多个线程同时访问，如semaphore）

transferTo(long position, long count, WritableByteChannel target)：将一个文件写入另一个文件，与transferform类似

read(ByteBuffer dst)：读取内容放入buffer缓冲区

read(ByteBuffer[] dst)：读取内容放入缓冲区数组，按先后顺序读（scatter）

read(ByteBuffer[] dsts, int offset, int length)：读取从offset 开始，长度length数组的buffer并写入

size()：返回文件的大小

truncate(long size)：截取文件

write(ByteBuffer src)：将buffer缓冲区的文件写入

write(ByteBuffer[] srcs)：将buffer缓冲区数组的文件写入，按其顺序（gather）

write(ByteBuffer[] dsts, int offset, int length)：读取从offset 开始，长度length数组的buffer并写入

一般使用步骤

创建对象

建立buffer缓存

将内容循环read读取至缓冲区

Flip（）相应的翻转

Write相应的写入文件

Clear（）相应的重置，重新利用缓冲区

进行相应的关闭

DatagramChannel类

常用获取对象的方法

DatagramChannel.open()

常用方法

bind(SocketAddress local)：绑定端口

connect(SocketAddress remote)：连接端口及地址

disconnect()：断开连接

isConnected()判断是否已连接

receive(ByteBuffer dst)：服务端接受缓冲区内容

send(ByteBuffer src, SocketAddress target)：发送缓冲区数据到指定地址

register(Selector sel, int ops)：向给定选择器注册通道，返回一个键值

configureBlocking(boolean block)：调整阻塞模式 true阻塞模式，false非阻塞模式  使用选择器需要采用非阻塞模式

一般使用步骤

创建客户端对象

设定为直接缓存

创建缓冲区

循环read读取

Flip进行相应的翻转

将缓存区发送出去，输入相应的ip地址和端口

Clear相应的重置缓冲区

相应的关闭对象

服务端创建相应的对象

设定为直接缓存

绑定相应的端口

创建选择器轮询式检测就绪状态，其中进行相应的flip（），receive（buffer）及clear

移除迭代器

ServerSocketChannel类

常用获得对象的方法：

ServerSocketChannel.open（）

常用方法：

bind(SocketAddress local)：绑定端口

register(Selector sel, int ops)：向给定选择器注册通道，返回一个键值

accept()：接受缓冲区内容

configureBlocking(boolean block)：调整阻塞模式 true阻塞模式，false非阻塞模式  使用选择器需要采用非阻塞模式

创建服务端对象

改为直接缓存

绑定端口

创建选择器并轮询式检测

循环进行相应的读写

移除迭代器

SocketChannel类

常用获取对象方法

SocketChannel.open（）

常用方法

connect(SocketAddress remote):同上

isConnected()：同上

read(ByteBuffer dst)：同上

write(ByteBuffer src) ：同上

write(ByteBuffer[] srcs) ：同上

write(ByteBuffer[] srcs, int offset, int length) ：同上

configureBlocking(boolean block) ：同上

一般步骤

常见通道对象，并连接ip地址和端口

改为直接缓存

创建缓冲区对象

相应的循环 flip（） write（buffer） clear

关闭通道对象

selector选择器

常用获取对象的方法

selector.open()

常用方法

select()：换回已经准备就绪的缓冲数

selectedKeys()：键集（selectedKey.op_connect：连接就绪 ，selectedKey.op_accept：接受就绪，selectedKey.op_read读就绪 ，selectedKey.op_write写就绪）

selectNow()：现在没有准备就绪的就立马结束

select(long timeout)：最多等待timeout没有就绪的就结束

close()：关闭选择器

selectedKey

isReadable()：是否读准备就绪

isWritable()：是否准备好写入就绪

cancel()：取消选择器注册

isAcceptable()：接受是否准备就绪

isConnectable()：连接是否准备就绪

pipe管道

sinkchannel 写操作

sourcechannel 读操作

其余基本类似

4）aio

AsynchronousFileChannel类

常用常见对象的方法

AsynchronousFileChannel.open（）

AsynchronousFileChannel. open(AsynchronousChannelGroup group)：绑定线程池，（线程池处理两件事情：处理io和派发competition）

常用方法

force(boolean metaData)

lock()

read(ByteBuffer dst, long position)

size()

truncate(long size)

write(ByteBuffer src, long position)

close（）

AsynchronousServerSocketChannel类

常用常见对象方法：

AsynchronousServerSocketChannel.open()

AsynchronousServerSocketChannel.open(AsynchronousChannelGroup group)

常用方法：

accept()

bind(SocketAddress local)

AsynchronousSocketChannel类

常用获取对象的方法

AsynchronousSocketChannel. open()

AsynchronousSocketChannel. open(AsynchronousChannelGroup group)

常用方法

bind(SocketAddress local)

connect(SocketAddress remote)

read(ByteBuffer dst)

write(ByteBuffer src)

shutdownInput()

shutdownOutput()