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java nio

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。
    • Java NIO 由以下几个核心部分组成: 

      • Channels
      • Buffers
      • Selectors
      Channel和Buffer有好几种类型。下面是JAVA NIO中的一些主要Channel的实现: 

      • FileChannel
      • DatagramChannel
      • SocketChannel
      • ServerSocketChannel
      正如你所看到的,这些通道涵盖了UDP 和 TCP 网络IO,以及文件IO。 
    • 以下是Java NIO里关键的Buffer实现: 

      • ByteBuffer
      • CharBuffer
      • DoubleBuffer
      • FloatBuffer
      • IntBuffer
      • LongBuffer
      • ShortBuffer
      这些Buffer覆盖了你能通过IO发送的基本数据类型:byte, short, int, long, float, double 和 char。 
    • Selector 

      Selector允许单线程处理多个 Channel。如果你的应用打开了多个连接(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: 

      技术分享


      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。 
    • Java NIO和IO的主要区别 

      下表总结了Java NIO和IO之间的主要差别,我会更详细地描述表中每部分的差异。 

      IONIO
      Stream orientedBuffer oriented
      Blocking IONon blocking IO
       Selectors


      面向流与面向缓冲 

      Java NIO和IO之间第一个最大的区别是,IO是面向流的,NIO是面向缓冲区的。 Java IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节,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。 Java 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。这就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。 
    • 阻塞与非阻塞IO 

      Java IO的各种流是阻塞的。这意味着,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。该线程在此期间不能再干任何事情了。 Java 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它通道上执行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)。 
    • Java代码 
      1. InputStream input = … ; // get the InputStream from the client socket  
      2. BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input));  
      3.   
      4. String nameLine   = reader.readLine();  
      5. String ageLine    = reader.readLine();  
      6. String emailLine  = reader.readLine();  
      7. String phoneLine  = reader.readLine();  


      请注意处理状态由程序执行多久决定。换句话说,一旦reader.readLine()方法返回,你就知道肯定文本行就已读完, readline()阻塞直到整行读完,这就是原因。你也知道此行包含名称;同样,第二个readline()调用返回的时候,你知道这行包含年龄等。 正如你可以看到,该处理程序仅在有新数据读入时运行,并知道每步的数据是什么。

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