非阻塞I/O–Java NIO教程

2022-03-07 19:09:53

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Java NIO核心组件：

channels
Buffers
Selectors

虽然NIO还有其他的组件，上面的三个是核心。

Channel

基本上，所以的IO在NIO中都是从一个Channel开始。Channel~~有点像流~~（Stream），数据可以从Channel读取到Buufer，也可以从Buffer写到Channel。Channel有下面的几种类型：

FileChannel(文件IO)
DatagramChannel（UDP数据报IO）
SocketChannel（TCP数据报IO）
ServerSocketChannel（监听新进来的TCP链接）

Channel和流的区别：

Channel可以是双向的，流一般是单向的
Channel可以异步的读写
Channel总是需要Buffuer来读写数据

ServerSocketChannel：

1
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();

2

serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));

3

while(true){

4

    SocketChannel socketChannel =

5

            serverSocketChannel.accept();

6

    //do something with socketChannel...

7
}

ServerSocketChannel:

1

socketChannel.configureBlocking(false);

2

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

3
 
4

while(! socketChannel.finishConnect() ){

5

    //wait, or do something else...

6
}

Buffer

NIO中Buffer的类型：

ByteBuffer
CharBuffer
DoubleBuffer
FloatBuffer
IntBuffer
LongBuffer
ShortBuffer
Mappeddyteuffer

这些Buffer覆盖了你能通过IO发送的数据基本类型，顾名思义。

使用Buffer的四个步骤：

写入数据到Buffer
调用flip()函数
从Buffer中读取数据
调用clear()函数

01

RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("/home/yan/pci1","rw");

02

        FileChannel channel = aFile.getChannel();

03
 
04

        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(20);

05
 
06

        int res = channel.read(buf);

07

        while(res != -1){

08

            buf.flip();

09

            while(buf.hasRemaining()){

10

                System.out.println((char)buf.getChar());

11

            }

12

            buf.clear();

13
 
14

            res = channel.read(buf);

15

        }

Buffer还支持多个Buffer组成缓冲数组，对其进程读写操作。

Selector

Selector允许单线程处理多个Channel（一个Channel就是一个连接），如果每个连接的流量都很小，使用Selector就会很方便，如上图所示。而不用每个Channel来新建一个线程处理。

要使用Selector，首先要进程注册，想selector注册Channel，然后调用selector的select方法。这个方法会阻塞到某个注册的事件就绪，一旦这个方法返回，线程就可以处理这些事件。

创建Selector

调用Selector.open()方法来创建一个Selector：

1
Selector selector = Selector.open()

像Selector注册通道：

1

channel.configureBloacking(false);

2
SelectionKey key = channel.register(selector,SeletionKey.OP_READ);

SelectionKey

SelectionKey对象中含有如下属性：

interest集合(使用&操作SelectionKey.OP_ACCEPT和key.interestOps())
ready集合(key.readyOps()，可以使用&操作检测该集合，也可以使用is方法)
Channel(key.channel())
Selector(key.selector())
附加对象(key.attach(obj) Object obj = key.attachment())

selector通道选择

int select()//阻塞
int select(long timeout)//超时之前阻塞
int selectNow()//不阻塞

selectedKeys()

一单调用select方法并且返回了，说明有一个或多个通道就绪了，然后通过该方法选择已经就绪的集合，然后遍历这些集合对每个通道进行处理。

01
Set selectedKeys = selector.selectedKeys();

02
Iterator keyIterator = selectedKeys.iterator();

03

while(keyIterator.hasNext()) {

04

    SelectionKey key = keyIterator.next();

05

    if(key.isAcceptable()) {

06

        // a connection was accepted by a ServerSocketChannel.

07

    } else if (key.isConnectable()) {

08

        // a connection was established with a remote server.

09

    } else if (key.isReadable()) {

10

        // a channel is ready for reading

11

    } else if (key.isWritable()) {

12

        // a channel is ready for writing

13

    }

14

    keyIterator.remove();

15
}

参考文章：http://tutorials.jenkov.com/java-nio/overview.html

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