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Java NIO原理和使用

2024-07-31 20:10:49   223人阅读

 http://gzcj.iteye.com/blog/307217 Java　NIO非堵塞应用通常适用用在I/O读写等方面，我们知道，系统运行的性能瓶颈通常在I/O读写，包括对端口和文件的操作上，过去，在打开一个I/O通道后，read()将一直等待在端口一边读取字节内容，如果没有内容进来，read()也是傻傻的等，这会影响我们程序继续做其他事情，那么改进做法就是开设线程，让线程去等待，但是这样做也是相当耗费资源的。

       Java NIO非堵塞技术实际是采取Reactor模式，或者说是Observer模式为我们监察I/O端口，如果有内容进来，会自动通知我们，这样，我们就不必开启多个线程死等，从外界看，实现了流畅的I/O读写，不堵塞了。

       Java NIO出现不只是一个技术性能的提高，你会发现网络上到处在介绍它，因为它具有里程碑意义，从JDK1.4开始，Java开始提高性能相关的功能，从而使得Java在底层或者并行分布式计算等操作上已经可以和C或Perl等语言并驾齐驱。

      如果你至今还是在怀疑Java的性能，说明你的思想和观念已经完全落伍了，Java一两年就应该用新的名词来定义。从JDK1.5开始又要提供关于线程、并发等新性能的支持，Java应用在游戏等适时领域方面的机会已经成熟，Java在稳定自己中间件地位后，开始蚕食传统C的领域。

     本文主要简单介绍NIO的基本原理，在下一篇文章中，将结合Reactor模式和著名线程大师Doug Lea的一篇文章深入讨论。

    NIO主要原理和适用。

   

    NIO 有一个主要的类Selector,这个类似一个观察者，只要我们把需要探知的socketchannel告诉Selector,我们接着做别的事情，当有事件发生时，他会通知我们，传回一组SelectionKey,我们读取这些Key,就会获得我们刚刚注册过的socketchannel,然后，我们从这个Channel中读取数据，放心，包准能够读到，接着我们可以处理这些数据。

   

    Selector内部原理实际是在做一个对所注册的channel的轮询访问，不断的轮询(目前就这一个算法)，一旦轮询到一个channel有所注册的事情发生，比如数据来了，他就会站起来报告，交出一把钥匙，让我们通过这把钥匙来读取这个channel的内容。

   

     了解了这个基本原理，我们结合代码看看使用，在使用上，也在分两个方向，一个是线程处理，一个是用非线程，后者比较简单，看下面代码：

    

Java代码  收藏代码
  1. import java.io.*;  
  2. import java.nio.*;  
  3. import java.nio.channels.*;  
  4. import java.nio.channels.spi.*;  
  5. import java.net.*;  
  6. import java.util.*;   
  7. /** 
  8. * 
  9. * @author Administrator 
  10. * @version 
  11. */  
  12. public class NBTest {  
  13.   
  14.   
  15. 　　/** Creates new NBTest */  
  16. 　　public NBTest()  
  17. 　　{  
  18. 　　}  
  19.   
  20. 　　public void startServer() throws Exception  
  21. 　　{  
  22. 　　int channels = 0;  
  23. 　　int nKeys = 0;  
  24. 　　int currentSelector = 0;  
  25.   
  26. 　　//使用Selector  
  27. 　　Selector selector = Selector.open();  
  28.   
  29. 　　//建立Channel 并绑定到9000端口  
  30. 　　ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();  
  31. 　　InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(),9000);   
  32. 　　ssc.socket().bind(address);  
  33.   
  34. 　　//使设定non-blocking的方式。  
  35. 　　ssc.configureBlocking(false);  
  36.   
  37. 　　//向Selector注册Channel及我们有兴趣的事件  
  38. 　　SelectionKey s = ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);  
  39. 　　printKeyInfo(s);  
  40.   
  41. 　　while(true) //不断的轮询  
  42. 　　{  
  43. 　　　　debug("NBTest: Starting select");  
  44.   
  45. 　　　　//Selector通过select方法通知我们我们感兴趣的事件发生了。  
  46. 　　　　nKeys = selector.select();  
  47. 　　　　//如果有我们注册的事情发生了，它的传回值就会大于0  
  48. 　　　　if(nKeys > 0)  
  49. 　　　　{  
  50. 　　　　　　debug("NBTest: Number of keys after select operation: " +nKeys);  
  51.   
  52. 　　　　　　//Selector传回一组SelectionKeys  
  53. 　　　　　　//我们从这些key中的channel()方法中取得我们刚刚注册的channel。  
  54. 　　　　　　Set selectedKeys = selector.selectedKeys();  
  55. 　　　　　　Iterator i = selectedKeys.iterator();  
  56. 　　　　　　while(i.hasNext())  
  57. 　　　　　　{  
  58. 　　　　　　 　 s = (SelectionKey) i.next();  
  59. 　　　　　　 　 printKeyInfo(s);  
  60. 　　　　　　 　 debug("NBTest: Nr Keys in selector: " +selector.keys().size());  
  61.   
  62. 　　　　　　 　 //一个key被处理完成后，就都被从就绪关键字（ready keys）列表中除去  
  63. 　　　　　　 　 i.remove();  
  64. 　　　　　　 　 if(s.isAcceptable())  
  65. 　　　　　　 　 {  
  66. 　　　　　　 　 　 // 从channel()中取得我们刚刚注册的channel。  
  67. 　　　　　　 　 　 Socket socket = ((ServerSocketChannel)s.channel()).accept().socket();  
  68. 　　　　　　 　 　 SocketChannel sc = socket.getChannel();  
  69.   
  70. 　　　　　　 　 　 sc.configureBlocking(false);  
  71. 　　　　　　 　 　 sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ |SelectionKey.OP_WRITE);  
  72. 　　　　　　 　 　 　　　　　　 　 　 System.out.println(++channels);  
  73. 　　　　　　 　 }  
  74. 　　　　　　 　 else  
  75. 　　　　　　 　 {  
  76. 　　　　　　 　 　 debug("NBTest: Channel not acceptable");  
  77. 　　　　　　 　 }  
  78. 　　　　　 }  
  79. 　　　}  
  80. 　　　else  
  81. 　　　{  
  82. 　　　　　　debug("NBTest: Select finished without any keys.");  
  83. 　　　}  
  84.   
  85. 　 }  
  86.   
  87. }  
  88.   
  89.   
  90. private static void debug(String s)  
  91. {  
  92. 　 System.out.println(s);  
  93. }  
  94.   
  95.   
  96. private static void printKeyInfo(SelectionKey sk)  
  97. {  
  98. 　 String s = new String();  
  99.   
  100. 　 s = "Att: " + (sk.attachment() == null ? "no" : "yes");  
  101. 　 s += ", Read: " + sk.isReadable();  
  102. 　 s += ", Acpt: " + sk.isAcceptable();  
  103. 　 s += ", Cnct: " + sk.isConnectable();  
  104. 　 s += ", Wrt: " + sk.isWritable();  
  105. 　 s += ", Valid: " + sk.isValid();  
  106. 　 s += ", Ops: " + sk.interestOps();  
  107. 　 debug(s);  
  108. }  
  109.   
  110.   
  111. /** 
  112. * @param args the command line arguments 
  113. */  
  114. public static void main (String args[])  
  115. {  
  116. 　 NBTest nbTest = new NBTest();  
  117. 　 try  
  118. 　 {  
  119. 　 　 nbTest.startServer();  
  120. 　 }  
  121. 　 　 catch(Exception e)  
  122. 　 {  
  123. 　 　 e.printStackTrace();  
  124. 　 }  
  125. }  
  126.   
  127. }  

 

     这是一个守候在端口9000的noblock server例子，如果我们编制一个客户端程序，就可以对它进行互动操作，或者使用telnet 主机名　90000 可以链接上。

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