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  • NIO

    千次阅读 多人点赞 2019-01-30 21:31:07
    NIONIO_NIO与IO区别NIO_缓冲区(Buffer)的数据存取NIO_直接缓冲区与非直接缓冲区NIO_通道(Channel)的原理与获取NIO_通道的数据传输与内存映射文件NIO_分散读取与聚集写入 NIO_NIO与IO区别 传统的IO:单向的...

    NIO_NIO与IO区别

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    传统的IO:单向的
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    NIO模型:双向的
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    NIO_缓冲区(Buffer)的数据存取

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    /**
     * 一、缓冲区(Buffer):在java NIO中负责数据的存取。缓冲区就是数组。用于存储
     * 不同数据类型的数据
     *
     * 根据数据类型的不同(boolean除外),提供对应类型的缓冲区:
     * ByteBuffer - 最常用的
     * CharBuffer
     * ShortBuffer
     * IntBuffer
     * LongBuffer
     * FloatBuffer
     * DoubleBuffer
     *
     * 上述的缓冲区的管理方式几乎是一致的 ,通过allocate()获取缓冲区
     *
     * 二、缓冲区里面的存取数据的两个核心方法:
     * put():存入数据到缓冲区中
     * get():获取缓冲区中的数据
     *
     * 四 、缓冲区中的核心属性
     * capacity:容量,表示缓冲区中最大存储数据的容量,一旦声明了则不能改变。
     * limit:表示缓冲区中可以操作数据的大小。(limit后数据是不可以进行读写的)
     * position:位置,表示缓冲区正在操作数据的位置。
     * mark:标记,表示记录当前position的位置,可以通过reset()恢复到mark的位置
     *
     * 0 <= mark <= position <= limit <= capacity
     */
    public class TestBuffer {
    
        @Test
        public void test2() {
            String str = "abcde";
            ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
            buf.put(str.getBytes());
    
            buf.flip();
    
            byte[] dst = new byte[buf.limit()];
            buf.get(dst,0,2);
            System.out.println(new String(dst, 0, 2));
    
            System.out.println(buf.position());
    
            //mark():标记
            buf.mark();
            buf.get(dst,2,2);
            System.out.println(new String(dst,2,2));
            System.out.println(buf.position());
    
            //reset()
            buf.reset();
            System.out.println(buf.position());
    
            //判断缓冲区中是否还有剩余数据
            if (buf.hasRemaining()) {
                //如果有的话,那么获取缓冲区中可以操作的数量
                System.out.println(buf.remaining());
            }
        }
    
        @Test
        public void test1() {
            String str = "abcde";
            //1.分配一个指定大小的缓冲区
            ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
            System.out.println("-------allocate()-------");
            System.out.println("正在操作的位置 "+buf.position());
            System.out.println("缓冲区中可操作数据的大小 "+buf.limit());
            System.out.println("容量 "+buf.capacity());
    
            //2.利用put()方法存入数据到缓冲区
            buf.put(str.getBytes());
            System.out.println("-------put()-------");
            System.out.println("正在操作的位置 "+buf.position());
            System.out.println("缓冲区中可操作数据的大小 "+buf.limit());
            System.out.println("容量 "+buf.capacity());
            //3.切换成读取数据的模式,利用flip()方法来进行读取数据
            buf.flip();
            System.out.println("-------flip()-------");
            System.out.println("正在操作的位置 "+buf.position());
            System.out.println("缓冲区中可操作数据的大小 "+buf.limit());
            System.out.println("容量 "+buf.capacity());
            //4.利用get()读取缓冲区中的数据
            byte[] dst = new byte[buf.limit()];
            buf.get(dst);
            System.out.println(new String(dst,0,dst.length));
            System.out.println("-------get()-------");
            System.out.println("正在操作的位置 "+buf.position());
            System.out.println("缓冲区中可操作数据的大小 "+buf.limit());
            System.out.println("容量 "+buf.capacity());
            //5.rewind():表示可以重复读取
            buf.rewind();
            System.out.println("-------rewind()-------");
            System.out.println("正在操作的位置 "+buf.position());
            System.out.println("缓冲区中可操作数据的大小 "+buf.limit());
            System.out.println("容量 "+buf.capacity());
            //6.清空缓冲区,但是缓冲区中的数据依然存在,只不过数据是处于被遗望的状态
            buf.clear();
            System.out.println("-------clear()-------");
            System.out.println("正在操作的位置 "+buf.position());
            System.out.println("缓冲区中可操作数据的大小 "+buf.limit());
            System.out.println("容量 "+buf.capacity());
    
            System.out.println((char)buf.get());
        }
    }
    

    NIO_直接缓冲区与非直接缓冲区

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    NIO_通道(Channel)的原理与获取

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         一、通道(Channel):用于源节点和目标节点的连接。在Java nio中负责缓冲区中数据的传输。
         Channel本身不存储数据,因此需要配合缓冲区进行传输。
    
         二、通道的主要实现类
         java.nio.channels.Channel 接口
                 |--FileChannel
                 |--SocketChannel
                 |--ServerSocketChannel
                 |--DatagramChannel
         三、获取通道
         1.Java针对支持通道的类提供了getChannel()方法
              本地IO:
                  FileInputStream、FileOutputStream
                  RandomAccessFile
              网络IO:
                  Socket
                  ServerSocket
                  DatagramSocket
         2、在JDK1.7中的NIO.2针对各个通道提供了静态方法open()
         3、在JDK1.7中的NIO.2的File工具类的newByteChannel()
    

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    NIO_通道的数据传输与内存映射文件

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    这个就实现了文件的复制:

    public class TestChannel {
        //1.利用通道来完成文件的复制
        @Test
        public void test1() {
            FileInputStream fis = null;
            FileOutputStream fos = null;
            FileChannel inChannel = null;
            FileChannel outChannel = null;
            try {
                fis = new FileInputStream("1.jpg");
                fos = new FileOutputStream("3.jpg");
                //2.获取通道
                inChannel = fis.getChannel();
                outChannel = fos.getChannel();
                //3.分配一个指定大小的缓冲区
                ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    
                //4.将通道中的数据存入缓冲区中读取数据
                while (inChannel.read(buf) != -1) {
                    buf.flip();//切换成读取数据的模式
                    //5.将缓冲区中的数据再写入到通道
                    outChannel.write(buf);
                    //清空缓冲区
                    buf.clear();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                if ( outChannel != null) {
                    try {
                        outChannel.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                if (inChannel!=null) {
                    try {
                        inChannel.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                if (fos!=null) {
                    try {
                        fos.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                if (fis!=null) {
                    try {
                        fis.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
    

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    利用内存映射文件的方式来进行文件的拷贝:

        //2.使用直接缓冲区完成文件的复制(内存映射文件的方式)
        @Test
        public void test2() throws IOException {
            long start = System.currentTimeMillis();
            FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
            FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("8.jpg"), StandardOpenOption.WRITE,StandardOpenOption.READ,StandardOpenOption.CREATE_NEW);
    
            //内存映射文件
            MappedByteBuffer inMappedBuf = inChannel.map(MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
            MappedByteBuffer outMappedBuf = outChannel.map(MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());
    
            //直接对缓冲区进行数据的读写操作
            byte[] dst = new byte[inMappedBuf.limit()];
            inMappedBuf.get(dst);
            outMappedBuf.put(dst);
    
            inChannel.close();
            outChannel.close();
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("内存映射文件所花时间:"+(end-start));
        }
    

    四、通道之间的数据传输

    • transferFrom()
    • transferTo()
        /**
         * 通道之间的数据传输(直接缓冲区)
         * @throws IOException
         */
        @Test
        public void test3() throws IOException {
            FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
            FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("9.jpg"), StandardOpenOption.WRITE,StandardOpenOption.READ,StandardOpenOption.CREATE_NEW);
    
            inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
            //outChannel.transferFrom(inChannel,0,inChannel.size());
            inChannel.close();
            outChannel.close();
        }
    

    NIO_分散读取与聚集写入

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        //字符集
        @Test
        public void test6() throws IOException {
            Charset cs1 = Charset.forName("GBK");
    
            //获取编码器
            CharsetEncoder ce = cs1.newEncoder();
    
            //获取解码器
            CharsetDecoder cd = cs1.newDecoder();
    
            CharBuffer cBuf = CharBuffer.allocate(1024);
            cBuf.put("Mamba!");
            cBuf.flip();
    
            //编码
            ByteBuffer bBuf = ce.encode(cBuf);
    
            for (int i = 0; i < 12; i++) {
                System.out.println(bBuf.get());
            }
    
            //解码
            bBuf.flip();
            CharBuffer cBuf2 = cd.decode(bBuf);
            System.out.println(cBuf2.toString());
    
            System.out.println("------------------------------------------------------");
    
            Charset cs2 = Charset.forName("GBK");
            bBuf.flip();
            CharBuffer cBuf3 = cs2.decode(bBuf);
            System.out.println(cBuf3.toString());
        }
    
        @Test
        public void test5(){
            Map<String, Charset> map = Charset.availableCharsets();
    
            Set<Entry<String, Charset>> set = map.entrySet();
    
            for (Entry<String, Charset> entry : set) {
                System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
            }
        }
    
        //分散和聚集
        @Test
        public void test4() throws IOException{
            RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("1.txt", "rw");
    
            //1. 获取通道
            FileChannel channel1 = raf1.getChannel();
    
            //2. 分配指定大小的缓冲区
            ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(100);
            ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(1024);
    
            //3. 分散读取
            ByteBuffer[] bufs = {buf1, buf2};
            channel1.read(bufs);
    
            for (ByteBuffer byteBuffer : bufs) {
                byteBuffer.flip();
            }
    
            System.out.println(new String(bufs[0].array(), 0, bufs[0].limit()));
            System.out.println("-----------------");
            System.out.println(new String(bufs[1].array(), 0, bufs[1].limit()));
    
            //4. 聚集写入
            RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile("2.txt", "rw");
            FileChannel channel2 = raf2.getChannel();
    
            channel2.write(bufs);
        }
    

    NIO_阻塞与非阻塞

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    NIO_阻塞式

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    /**
     * 一、使用 NIO 完成网络通信的三个核心:
     *
     * 1. 通道(Channel):负责连接
     *
     * 	   java.nio.channels.Channel 接口:
     * 			|--SelectableChannel
     * 				|--SocketChannel
     * 				|--ServerSocketChannel
     * 				|--DatagramChannel
     *
     * 				|--Pipe.SinkChannel
     * 				|--Pipe.SourceChannel
     *
     * 2. 缓冲区(Buffer):负责数据的存取
     *
     * 3. 选择器(Selector):是 SelectableChannel 的多路复用器。用于监控 SelectableChannel 的 IO 状况
     */
    public class TestBlockingNIO {
        //客户端
        @Test
        public void client() throws IOException {
            //1. 获取通道
            SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
    
            FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
    
            //2. 分配指定大小的缓冲区
            ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    
            //3. 读取本地文件,并发送到服务端
            while(inChannel.read(buf) != -1){
                buf.flip();
                sChannel.write(buf);
                buf.clear();
            }
    
            //4. 关闭通道
            inChannel.close();
            sChannel.close();
        }
    
        //服务端
        @Test
        public void server() throws IOException{
            //1. 获取通道
            ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
    
            FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("2.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
    
            //2. 绑定连接
            ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));
    
            //3. 获取客户端连接的通道
            SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();
    
            //4. 分配指定大小的缓冲区
            ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    
            //5. 接收客户端的数据,并保存到本地
            while(sChannel.read(buf) != -1){
                buf.flip();
                outChannel.write(buf);
                buf.clear();
            }
    
            //6. 关闭通道
            sChannel.close();
            outChannel.close();
            ssChannel.close();
    
        }
    }
    

    public class TestBlockingNIO2 {
    	
    	//客户端
    	@Test
    	public void client() throws IOException{
    		SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
    		
    		FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
    		
    		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    		
    		while(inChannel.read(buf) != -1){
    			buf.flip();
    			sChannel.write(buf);
    			buf.clear();
    		}
    		
    		sChannel.shutdownOutput();
    		
    		//接收服务端的反馈
    		int len = 0;
    		while((len = sChannel.read(buf)) != -1){
    			buf.flip();
    			System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
    			buf.clear();
    		}
    		
    		inChannel.close();
    		sChannel.close();
    	}
    	
    	//服务端
    	@Test
    	public void server() throws IOException{
    		ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
    		
    		FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("2.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
    		
    		ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));
    		
    		SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();
    		
    		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    		
    		while(sChannel.read(buf) != -1){
    			buf.flip();
    			outChannel.write(buf);
    			buf.clear();
    		}
    		
    		//发送反馈给客户端
    		buf.put("服务端接收数据成功".getBytes());
    		buf.flip();
    		sChannel.write(buf);
    		
    		sChannel.close();
    		outChannel.close();
    		ssChannel.close();
    	}
    
    }
    

    NIO_非阻塞式

    public class TestNonBlockingNIO {
    	
    	//客户端
    	@Test
    	public void client() throws IOException{
    		//1. 获取通道
    		SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
    		
    		//2. 切换非阻塞模式
    		sChannel.configureBlocking(false);
    		
    		//3. 分配指定大小的缓冲区
    		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    		
    		//4. 发送数据给服务端
    		Scanner scan = new Scanner(System.in);
    		
    		while(scan.hasNext()){
    			String str = scan.next();
    			buf.put((new Date().toString() + "\n" + str).getBytes());
    			buf.flip();
    			sChannel.write(buf);
    			buf.clear();
    		}
    		
    		//5. 关闭通道
    		sChannel.close();
    	}
    
    	//服务端
    	@Test
    	public void server() throws IOException{
    		//1. 获取通道
    		ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
    		
    		//2. 切换非阻塞模式
    		ssChannel.configureBlocking(false);
    		
    		//3. 绑定连接
    		ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));
    		
    		//4. 获取选择器
    		Selector selector = Selector.open();
    		
    		//5. 将通道注册到选择器上, 并且指定“监听接收事件”
    		ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    		
    		//6. 轮询式的获取选择器上已经“准备就绪”的事件
    		while(selector.select() > 0){
    			
    			//7. 获取当前选择器中所有注册的“选择键(已就绪的监听事件)”
    			Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();
    			
    			while(it.hasNext()){
    				//8. 获取准备“就绪”的是事件
    				SelectionKey sk = it.next();
    				
    				//9. 判断具体是什么事件准备就绪
    				if(sk.isAcceptable()){
    					//10. 若“接收就绪”,获取客户端连接
    					SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();
    					
    					//11. 切换非阻塞模式
    					sChannel.configureBlocking(false);
    					
    					//12. 将该通道注册到选择器上
    					sChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
    				}else if(sk.isReadable()){
    					//13. 获取当前选择器上“读就绪”状态的通道
    					SocketChannel sChannel = (SocketChannel) sk.channel();
    					
    					//14. 读取数据
    					ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    					
    					int len = 0;
    					while((len = sChannel.read(buf)) > 0 ){
    						buf.flip();
    						System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
    						buf.clear();
    					}
    				}
    				
    				//15. 取消选择键 SelectionKey
    				it.remove();
    			}
    		}
    	}
    }
    

    NIO_DatagramChannel

    在这里插入图片描述


    public class TestNonBlockingNIO2 {
    	
    	@Test
    	public void send() throws IOException{
    		DatagramChannel dc = DatagramChannel.open();
    		
    		dc.configureBlocking(false);
    		
    		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    		
    		Scanner scan = new Scanner(System.in);
    		
    		while(scan.hasNext()){
    			String str = scan.next();
    			buf.put((new Date().toString() + ":\n" + str).getBytes());
    			buf.flip();
    			dc.send(buf, new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
    			buf.clear();
    		}
    		
    		dc.close();
    	}
    	
    	@Test
    	public void receive() throws IOException{
    		DatagramChannel dc = DatagramChannel.open();
    		
    		dc.configureBlocking(false);
    		
    		dc.bind(new InetSocketAddress(9898));
    		
    		Selector selector = Selector.open();
    		
    		dc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
    		
    		while(selector.select() > 0){
    			Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();
    			
    			while(it.hasNext()){
    				SelectionKey sk = it.next();
    				
    				if(sk.isReadable()){
    					ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    					
    					dc.receive(buf);
    					buf.flip();
    					System.out.println(new String(buf.array(), 0, buf.limit()));
    					buf.clear();
    				}
    			}
    			
    			it.remove();
    		}
    	}
    
    }
    

    NIO_Pipe管道

    在这里插入图片描述


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    public class TestNIO_2 {
    	
    	
    	//自动资源管理:自动关闭实现 AutoCloseable 接口的资源
    	@Test
    	public void test8(){
    		try(FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
    				FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("2.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE)){
    			
    			ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    			inChannel.read(buf);
    			
    		}catch(IOException e){
    			
    		}
    	}
    	
    	/*
    		Files常用方法:用于操作内容
    			SeekableByteChannel newByteChannel(Path path, OpenOption…how) : 获取与指定文件的连接,how 指定打开方式。
    			DirectoryStream newDirectoryStream(Path path) : 打开 path 指定的目录
    			InputStream newInputStream(Path path, OpenOption…how):获取 InputStream 对象
    			OutputStream newOutputStream(Path path, OpenOption…how) : 获取 OutputStream 对象
    	 */
    	@Test
    	public void test7() throws IOException{
    		SeekableByteChannel newByteChannel = Files.newByteChannel(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
    		
    		DirectoryStream<Path> newDirectoryStream = Files.newDirectoryStream(Paths.get("e:/"));
    		
    		for (Path path : newDirectoryStream) {
    			System.out.println(path);
    		}
    	}
    	
    	/*
    		Files常用方法:用于判断
    			boolean exists(Path path, LinkOption … opts) : 判断文件是否存在
    			boolean isDirectory(Path path, LinkOption … opts) : 判断是否是目录
    			boolean isExecutable(Path path) : 判断是否是可执行文件
    			boolean isHidden(Path path) : 判断是否是隐藏文件
    			boolean isReadable(Path path) : 判断文件是否可读
    			boolean isWritable(Path path) : 判断文件是否可写
    			boolean notExists(Path path, LinkOption … opts) : 判断文件是否不存在
    			public static <A extends BasicFileAttributes> A readAttributes(Path path,Class<A> type,LinkOption... options) : 获取与 path 指定的文件相关联的属性。
    	 */
    	@Test
    	public void test6() throws IOException{
    		Path path = Paths.get("e:/nio/hello7.txt");
    //		System.out.println(Files.exists(path, LinkOption.NOFOLLOW_LINKS));
    		
    		BasicFileAttributes readAttributes = Files.readAttributes(path, BasicFileAttributes.class, LinkOption.NOFOLLOW_LINKS);
    		System.out.println(readAttributes.creationTime());
    		System.out.println(readAttributes.lastModifiedTime());
    		
    		DosFileAttributeView fileAttributeView = Files.getFileAttributeView(path, DosFileAttributeView.class, LinkOption.NOFOLLOW_LINKS);
    		
    		fileAttributeView.setHidden(false);
    	}
    	
    	/*
    		Files常用方法:
    			Path copy(Path src, Path dest, CopyOption … how) : 文件的复制
    			Path createDirectory(Path path, FileAttribute<?> … attr) : 创建一个目录
    			Path createFile(Path path, FileAttribute<?> … arr) : 创建一个文件
    			void delete(Path path) : 删除一个文件
    			Path move(Path src, Path dest, CopyOption…how) : 将 src 移动到 dest 位置
    			long size(Path path) : 返回 path 指定文件的大小
    	 */
    	@Test
    	public void test5() throws IOException{
    		Path path1 = Paths.get("e:/nio/hello2.txt");
    		Path path2 = Paths.get("e:/nio/hello7.txt");
    		
    		System.out.println(Files.size(path2));
    		
    //		Files.move(path1, path2, StandardCopyOption.ATOMIC_MOVE);
    	}
    	
    	@Test
    	public void test4() throws IOException{
    		Path dir = Paths.get("e:/nio/nio2");
    //		Files.createDirectory(dir);
    		
    		Path file = Paths.get("e:/nio/nio2/hello3.txt");
    //		Files.createFile(file);
    		
    		Files.deleteIfExists(file);
    	}
    	
    	@Test
    	public void test3() throws IOException{
    		Path path1 = Paths.get("e:/nio/hello.txt");
    		Path path2 = Paths.get("e:/nio/hello2.txt");
    		
    		Files.copy(path1, path2, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
    	}
    	
    	/*
    		Paths 提供的 get() 方法用来获取 Path 对象:
    			Path get(String first, String … more) : 用于将多个字符串串连成路径。
    		Path 常用方法:
    			boolean endsWith(String path) : 判断是否以 path 路径结束
    			boolean startsWith(String path) : 判断是否以 path 路径开始
    			boolean isAbsolute() : 判断是否是绝对路径
    			Path getFileName() : 返回与调用 Path 对象关联的文件名
    			Path getName(int idx) : 返回的指定索引位置 idx 的路径名称
    			int getNameCount() : 返回Path 根目录后面元素的数量
    			Path getParent() :返回Path对象包含整个路径,不包含 Path 对象指定的文件路径
    			Path getRoot() :返回调用 Path 对象的根路径
    			Path resolve(Path p) :将相对路径解析为绝对路径
    			Path toAbsolutePath() : 作为绝对路径返回调用 Path 对象
    			String toString() : 返回调用 Path 对象的字符串表示形式
    	 */
    	@Test
    	public void test2(){
    		Path path = Paths.get("e:/nio/hello.txt");
    		
    		System.out.println(path.getParent());
    		System.out.println(path.getRoot());
    		
    //		Path newPath = path.resolve("e:/hello.txt");
    //		System.out.println(newPath);
    		
    		Path path2 = Paths.get("1.jpg");
    		Path newPath = path2.toAbsolutePath();
    		System.out.println(newPath);
    		
    		System.out.println(path.toString());
    	}
    	
    	@Test
    	public void test1(){
    		Path path = Paths.get("e:/", "nio/hello.txt");
    		
    		System.out.println(path.endsWith("hello.txt"));
    		System.out.println(path.startsWith("e:/"));
    		
    		System.out.println(path.isAbsolute());
    		System.out.println(path.getFileName());
    		
    		for (int i = 0; i < path.getNameCount(); i++) {
    			System.out.println(path.getName(i));
    		}
    	}
    }
    
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  • nio_javanio_NIO_源码

    2021-09-30 09:09:31
    java nio 方面知识,适合对nio感兴趣的开发人员
  • JAVA BIO与NIO、AIO的区别(这个容易理解)

    万次阅读 多人点赞 2018-01-05 11:26:13
    IO的方式通常分为几种,同步阻塞的BIO、同步非阻塞的NIO、异步非阻塞的AIO。 一、BIO 在JDK1.4出来之前,我们建立网络连接的时候采用BIO模式,需要先在服务端启动一个ServerSocket,然后在客户端启动Socket来对...

      IO的方式通常分为几种,同步阻塞的BIO、同步非阻塞的NIO、异步非阻塞的AIO。

    一、BIO

         在JDK1.4出来之前,我们建立网络连接的时候采用BIO模式,需要先在服务端启动一个ServerSocket,然后在客户端启动Socket来对服务端进行通信,默认情况下服务端需要对每个请求建立一堆线程等待请求,而客户端发送请求后,先咨询服务端是否有线程响应,如果没有则会一直等待或者遭到拒绝请求,如果有的话,客户端线程会等待请求结束后才继续执行。

    二、NIO

        NIO本身是基于事件驱动思想来完成的,其主要想解决的是BIO的大并发问题: 在使用同步I/O的网络应用中,如果要同时处理多个客户端请求,或是在客户端要同时和多个服务器进行通讯,就必须使用多线程来处理。也就是说,将每一个客户端请求分配给一个线程来单独处理。这样做虽然可以达到我们的要求,但同时又会带来另外一个问题。由于每创建一个线程,就要为这个线程分配一定的内存空间(也叫工作存储器),而且操作系统本身对线程的总数也有一定的限制。如果客户端的请求过多,服务端程序可能会因为不堪重负而拒绝客户端的请求,甚至服务器可能会因此而瘫痪。

        NIO基于Reactor,当socket有流可读或可写入socket时,操作系统会相应的通知应用程序进行处理,应用再将流读取到缓冲区或写入操作系统。  也就是说,这个时候,已经不是一个连接就要对应一个处理线程了,而是有效的请求,对应一个线程,当连接没有数据时,是没有工作线程来处理的。

       BIO与NIO一个比较重要的不同,是我们使用BIO的时候往往会引入多线程,每个连接一个单独的线程;而NIO则是使用单线程或者只使用少量的多线程,多个连接共用一个线程。

          NIO的最重要的地方是当一个连接创建后,不需要对应一个线程,这个连接会被注册到多路复用器上面,所以所有的连接只需要一个线程就可以搞定,当这个线程中的多路复用器进行轮询的时候,发现连接上有请求的话,才开启一个线程进行处理,也就是一个请求一个线程模式。

          在NIO的处理方式中,当一个请求来的话,开启线程进行处理,可能会等待后端应用的资源(JDBC连接等),其实这个线程就被阻塞了,当并发上来的话,还是会有BIO一样的问题。

      HTTP/1.1出现后,有了Http长连接,这样除了超时和指明特定关闭的http header外,这个链接是一直打开的状态的,这样在NIO处理中可以进一步的进化,在后端资源中可以实现资源池或者队列,当请求来的话,开启的线程把请求和请求数据传送给后端资源池或者队列里面就返回,并且在全局的地方保持住这个现场(哪个连接的哪个请求等),这样前面的线程还是可以去接受其他的请求,而后端的应用的处理只需要执行队列里面的就可以了,这样请求处理和后端应用是异步的.当后端处理完,到全局地方得到现场,产生响应,这个就实现了异步处理。

    三、AIO

         与NIO不同,当进行读写操作时,只须直接调用API的read或write方法即可。这两种方法均为异步的,对于读操作而言,当有流可读取时,操作系统会将可读的流传入read方法的缓冲区,并通知应用程序;对于写操作而言,当操作系统将write方法传递的流写入完毕时,操作系统主动通知应用程序。  即可以理解为,read/write方法都是异步的,完成后会主动调用回调函数。  在JDK1.7中,这部分内容被称作NIO.2,主要在java.nio.channels包下增加了下面四个异步通道:

    • AsynchronousSocketChannel
    • AsynchronousServerSocketChannel
    • AsynchronousFileChannel
    • AsynchronousDatagramChannel

    其中的read/write方法,会返回一个带回调函数的对象,当执行完读取/写入操作后,直接调用回调函数。

    BIO是一个连接一个线程。

    NIO是一个请求一个线程。

    AIO是一个有效请求一个线程。

    先来个例子理解一下概念,以银行取款为例: 

    • 同步 : 自己亲自出马持银行卡到银行取钱(使用同步IO时,Java自己处理IO读写);
    • 异步 : 委托一小弟拿银行卡到银行取钱,然后给你(使用异步IO时,Java将IO读写委托给OS处理,需要将数据缓冲区地址和大小传给OS(银行卡和密码),OS需要支持异步IO操作API);
    • 阻塞 : ATM排队取款,你只能等待(使用阻塞IO时,Java调用会一直阻塞到读写完成才返回);
    • 非阻塞 : 柜台取款,取个号,然后坐在椅子上做其它事,等号广播会通知你办理,没到号你就不能去,你可以不断问大堂经理排到了没有,大堂经理如果说还没到你就不能去(使用非阻塞IO时,如果不能读写Java调用会马上返回,当IO事件分发器会通知可读写时再继续进行读写,不断循环直到读写完成)

    Java对BIO、NIO、AIO的支持:

    • Java BIO : 同步并阻塞,服务器实现模式为一个连接一个线程,即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理,如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销,当然可以通过线程池机制改善。

    • Java NIO : 同步非阻塞,服务器实现模式为一个请求一个线程,即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上,多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。

    • Java AIO(NIO.2) : 异步非阻塞,服务器实现模式为一个有效请求一个线程,客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理,

    BIO、NIO、AIO适用场景分析:

    • BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构,这种方式对服务器资源要求比较高,并发局限于应用中,JDK1.4以前的唯一选择,但程序直观简单易理解。

    • NIO方式适用于连接数目多且连接比较短(轻操作)的架构,比如聊天服务器,并发局限于应用中,编程比较复杂,JDK1.4开始支持。

    • AIO方式使用于连接数目多且连接比较长(重操作)的架构,比如相册服务器,充分调用OS参与并发操作,编程比较复杂,JDK7开始支持。

    另外,I/O属于底层操作,需要操作系统支持,并发也需要操作系统的支持,所以性能方面不同操作系统差异会比较明显。

    在高性能的I/O设计中,有两个比较著名的模式Reactor和Proactor模式,其中Reactor模式用于同步I/O,而Proactor运用于异步I/O操作。

    一般来说I/O模型可以分为:同步阻塞,同步非阻塞,异步阻塞,异步非阻塞IO

    同步阻塞IO:在此种方式下,用户进程在发起一个IO操作以后,必须等待IO操作的完成,只有当真正完成了IO操作以后,用户进程才能运行。JAVA传统的IO模型属于此种方式!

    同步非阻塞IO:在此种方式下,用户进程发起一个IO操作以后边可返回做其它事情,但是用户进程需要时不时的询问IO操作是否就绪,这就要求用户进程不停的去询问,从而引入不必要的CPU资源浪费。JAVA的NIO就属于同步非阻塞IO。

    异步阻塞IO:此种方式下是指应用发起一个IO操作以后,不等待内核IO操作的完成,等内核完成IO操作以后会通知应用程序,这其实就是同步和异步最关键的区别,同步必须等待或者主动的去询问IO是否完成,那么为什么说是阻塞的呢?因为此时是通过select系统调用来完成的,而select函数本身的实现方式是阻塞的,而采用select函数有个好处就是它可以同时监听多个文件句柄,从而提高系统的并发性!

    异步非阻塞IO:在此种模式下,用户进程只需要发起一个IO操作然后立即返回,等IO操作真正的完成以后,应用程序会得到IO操作完成的通知,此时用户进程只需要对数据进行处理就好了,不需要进行实际的IO读写操作,因为真正的IO读取或者写入操作已经由内核完成了。Java AIO属于这种异步非阻塞模型。  

    展开全文
  • NIO概述

    2020-12-22 04:09:39
    2.2 NIO概述 NIO NIO ==> New IO(新IO), Non-Block IO(非阻塞IO) NIO非阻塞IO,运行当前程序在处理IO事务时,不会影响其他程序的运行,可以在不使用多线程的情况下,满足IO操作要求。 三大核心部分: 通道 ...
  • java nio和零拷贝 方面知识,适合对nio和零拷贝感兴趣的开发人员
  • 什么是NIONIO的原理是什么机制?

    万次阅读 多人点赞 2018-07-31 18:16:54
    NIO和IO到底有什么区别?有什么关系? 首先说一下核心区别: NIO是以块的方式处理数据,但是IO是以最基础的字节流的形式去写入和读出的。所以在效率上的话,肯定是NIO效率比IO效率会高出很多。 NIO不在是和IO一样...

    NIO和IO到底有什么区别?有什么关系?

    首先说一下核心区别:

    1. NIO是以块的方式处理数据,但是IO是以最基础的字节流的形式去写入和读出的。所以在效率上的话,肯定是NIO效率比IO效率会高出很多。
    2. NIO不在是和IO一样用OutputStream和InputStream 输入流的形式来进行处理数据的,但是又是基于这种流的形式,而是采用了通道和缓冲区的形式来进行处理数据的。
    3. 还有一点就是NIO的通道是可以双向的,但是IO中的流只能是单向的。
    4. 还有就是NIO的缓冲区(其实也就是一个字节数组)还可以进行分片,可以建立只读缓冲区、直接缓冲区和间接缓冲区,只读缓冲区很明显就是字面意思,直接缓冲区是为加快 I/O 速度,而以一种特殊的方式分配其内存的缓冲区。
    5. 补充一点:NIO比传统的BIO核心区别就是,NIO采用的是多路复用的IO模型,普通的IO用的是阻塞的IO模型,两个之间的效率肯定是多路复用效率更高

    先了解一下什么是通道,什么是缓冲区的概念

    通道是个什么意思?

    1. 通道是对原 I/O 包中的流的模拟。到任何目的地(或来自任何地方)的所有数据都必须通过一个 Channel 对象(通道)。一个 Buffer 实质上是一个容器对象。发送给一个通道的所有对象都必须首先放到缓冲区中;同样地,从通道中读取的任何数据都要读到缓冲区中。 Channel是一个对象,可以通过它读取和写入数据。拿 NIO 与原来的 I/O 做个比较,通道就像是流。
    2. 正如前面提到的,所有数据都通过 Buffer 对象来处理。您永远不会将字节直接写入通道中,相反,您是将数据写入包含一个或者多个字节的缓冲区。同样,您不会直接从通道中读取字节,而是将数据从通道读入缓冲区,再从缓冲区获取这个字节。

    缓冲区是什么意思:

    1. Buffer 是一个对象, 它包含一些要写入或者刚读出的数据。 在 NIO 中加入 Buffer 对象,体现了新库与原 I/O 的一个重要区别。在面向流的 I/O 中,您将数据直接写入或者将数据直接读到 Stream 对象中
    2. 在 NIO 库中,所有数据都是用缓冲区处理的。在读取数据时,它是直接读到缓冲区中的。在写入数据时,它是写入到缓冲区中的。任何时候访问 NIO 中的数据,您都是将它放到缓冲区中。
    3. 缓冲区实质上是一个数组。通常它是一个字节数组,但是也可以使用其他种类的数组。但是一个缓冲区不 仅仅 是一个数组。缓冲区提供了对数据的结构化访问,而且还可以跟踪系统的读/写进程

    缓冲区的类型:

    ByteBuffer
    CharBuffer
    ShortBuffer
    IntBuffer
    LongBuffer
    FloatBuffer
    DoubleBuffer
    

    NIO的底层工作原理

    先来了解一下buffer的工作机制:

    capacity 缓冲区数组的总长度
    position 下一个要操作的数据元素的位置
    limit 缓冲区数组中不可操作的下一个元素的位置,limit<=capacity
    mark 用于记录当前 position 的前一个位置或者默认是 0

    1.这一步其实是当我们刚开始初始化这个buffer数组的时候,开始默认是这样的
    这里写图片描述
    2、但是当你往buffer数组中开始写入的时候几个字节的时候就会变成下面的图,position会移动你数据的结束的下一个位置,这个时候你需要把buffer中的数据写到channel管道中,所以此时我们就需要用这个buffer.flip();方法,
    这里写图片描述

    3、当你调用完2中的方法时,这个时候就会变成下面的图了,这样的话其实就可以知道你刚刚写到buffer中的数据是在position---->limit之间,然后下一步调用clear();

    这里写图片描述
    4、这时底层操作系统就可以从缓冲区中正确读取这 5 个字节数据发送出去了。在下一次写数据之前我们在调一下 clear() 方法。缓冲区的索引状态又回到初始位置。(其实这一步有点像IO中的把转运字节数组 char[] buf = new char[1024]; 不足1024字节的部分给强制刷新出去的意思)

    补充:

    1、这里还要说明一下 mark,当我们调用 mark() 时,它将记录当前 position 的前一个位置,当我们调用 reset 时,position 将恢复 mark 记录下来的值

    2. clear()方法会:清空整个缓冲区。position将被设回0,limit被设置成 capacity的值(这个个人的理解就是当你在flip()方法的基础上已经记住你写入了多少字节数据,直接把position到limit之间的也就是你写入已经记住的数据给“复制”到管道中)

    3 . 当你把缓冲区的数局写入到管道中的时候,你需要调用flip()方法将Buffer从写模式切换到读模式,调用flip()方法会将position设回0,并将limit设置成之前position的值。buf.flip();(其实我个人理解的就相当于先记住缓冲区缓冲了多少数据)

    这里写图片描述

    NIO其实就是主要利用缓冲区来进行传输字节:

    (客户端和服务端又是怎么进行通信和传输的,以后再来更新)

    NIO 工作代码示例

    public void selector() throws IOException {
    //先给缓冲区申请内存空间
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
         //打开Selector为了它可以轮询每个 Channel 的状态
            Selector selector = Selector.open();
            ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
            ssc.configureBlocking(false);//设置为非阻塞方式
            ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(8080));
            ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);//注册监听的事件
            while (true) {
                Set selectedKeys = selector.selectedKeys();//取得所有key集合
                Iterator it = selectedKeys.iterator();
                while (it.hasNext()) {
                    SelectionKey key = (SelectionKey) it.next();
                    if ((key.readyOps() & SelectionKey.OP_ACCEPT) == SelectionKey.OP_ACCEPT) {
                        ServerSocketChannel ssChannel = (ServerSocketChannel) key.channel();
                     SocketChannel sc = ssChannel.accept();//接受到服务端的请求
                        sc.configureBlocking(false);
                        sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                        it.remove();
                    } else if 
                    ((key.readyOps() & SelectionKey.OP_READ) == SelectionKey.OP_READ) {
                        SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
                        while (true) {
                            buffer.clear();
                            int n = sc.read(buffer);//读取数据
                            if (n <= 0) {
                                break;
                            }
                            buffer.flip();
                        }
                        it.remove();
                    }
                }
            }
    }
    

    最后给大家看一下整体的NIO的示意图

    这里写图片描述

    补充一下:NIO和Netty的工作模型对比?

    (1)NIO的工作流程步骤:

    1. 首先是先创建ServerSocketChannel 对象,和真正处理业务的线程池
    2. 然后给刚刚创建的ServerSocketChannel 对象进行绑定一个对应的端口,然后设置为非阻塞
    3. 然后创建Selector对象并打开,然后把这Selector对象注册到ServerSocketChannel 中,并设置好监听的事件,监听 SelectionKey.OP_ACCEPT
    4. 接着就是Selector对象进行死循环监听每一个Channel通道的事件,循环执行 Selector.select() 方法,轮询就绪的 Channel
    5. 从Selector中获取所有的SelectorKey(这个就可以看成是不同的事件),如果SelectorKey是处于 OP_ACCEPT 状态,说明是新的客户端接入,调用 ServerSocketChannel.accept 接收新的客户端。
    6. 然后对这个把这个接受的新客户端的Channel通道注册到ServerSocketChannel上,并且把之前的OP_ACCEPT 状态改为SelectionKey.OP_READ读取事件状态,并且设置为非阻塞的,然后把当前的这个SelectorKey给移除掉,说明这个事件完成了
    7. 如果第5步的时候过来的事件不是OP_ACCEPT 状态,那就是OP_READ读取数据的事件状态,然后调用本文章的上面的那个读取数据的机制就可以了

    (2)Netty的工作流程步骤:

    1. 创建 NIO 线程组 EventLoopGroup 和 ServerBootstrap。
    2. 设置 ServerBootstrap 的属性:线程组、SO_BACKLOG 选项,设置 NioServerSocketChannel 为 Channel,设置业务处理 Handler
    3. 绑定端口,启动服务器程序。
    4. 在业务处理 TimeServerHandler 中,读取客户端发送的数据,并给出响应

    (3)两者之间的区别:

    1. OP_ACCEPT 的处理被简化,因为对于 accept 操作的处理在不同业务上都是一致的。
    2. 在 NIO 中需要自己构建 ByteBuffer 从 Channel 中读取数据,而 Netty 中数据是直接读取完成存放在 ByteBuf 中的。相当于省略了用户进程从内核中复制数据的过程。
    3. 在 Netty 中,我们看到有使用一个解码器 FixedLengthFrameDecoder,可以用于处理定长消息的问题,能够解决 TCP 粘包读半包问题,十分方便。
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  • Java NIO?看这一篇就够了!

    万次阅读 多人点赞 2019-04-30 17:10:31
    你的关注意义重大! ✎前言 现在使用NIO的场景越来越多,很多网上的技术框架或多或少的使用NIO技术,譬如Tomcat,Jetty...》和《NIO相关基础篇》中我们学习了NIO的相关理论知识,而在本篇中我们一起来学习一下Ja...

     

     

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    你的关注意义重大!

    ✎前言

    现在使用NIO的场景越来越多,很多网上的技术框架或多或少的使用NIO技术,譬如Tomcat,Jetty。学习和掌握NIO技术已经不是一个JAVA攻城狮的加分技能,而是一个必备技能。在前面2篇文章《什么是Zero-Copy?》和《NIO相关基础篇》中我们学习了NIO的相关理论知识,而在本篇中我们一起来学习一下Java NIO的实战知识。全文较长,建议先马后看(记得关注不迷路)。

    一、概述

    NIO主要有三大核心部分:Channel(通道),Buffer(缓冲区), Selector。传统IO基于字节流和字符流进行操作,而NIO基于Channel和Buffer(缓冲区)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。Selector(选择区)用于监听多个通道的事件(比如:连接打开,数据到达)。因此,单个线程可以监听多个数据通道。

    NIO和传统IO(一下简称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。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。

    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。 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,所以直至数据变得可以读取之前,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)。

    Channel

    首先说一下Channel,国内大多翻译成“通道”。Channel和IO中的Stream(流)是差不多一个等级的。只不过Stream是单向的,譬如:InputStream, OutputStream.而Channel是双向的,既可以用来进行读操作,又可以用来进行写操作。
    NIO中的Channel的主要实现有:

    • FileChannel

    • DatagramChannel

    • SocketChannel

    • ServerSocketChannel

    这里看名字就可以猜出个所以然来:分别可以对应文件IO、UDP和TCP(Server和Client)。下面演示的案例基本上就是围绕这4个类型的Channel进行陈述的。

    Buffer

    NIO中的关键Buffer实现有:ByteBuffer, CharBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer, IntBuffer, LongBuffer, ShortBuffer,分别对应基本数据类型: byte, char, double, float, int, long, short。当然NIO中还有MappedByteBuffer, HeapByteBuffer, DirectByteBuffer等这里先不进行陈述。

    Selector

    Selector运行单线程处理多个Channel,如果你的应用打开了多个通道,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。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,事件的例子有如新的连接进来、数据接收等。

    二、FileChannel

    看完上面的陈述,对于第一次接触NIO的同学来说云里雾里,只说了一些概念,也没记住什么,更别说怎么用了。这里开始通过传统IO以及更改后的NIO来做对比,以更形象的突出NIO的用法,进而使你对NIO有一点点的了解。

    传统IO vs NIO

    首先,案例1是采用FileInputStream读取文件内容的:

        public static void method2(){
            InputStream in = null;
            try{
                in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("src/nomal_io.txt"));
                byte [] buf = new byte[1024];
                int bytesRead = in.read(buf);
                while(bytesRead != -1)
                {
                    for(int i=0;i<bytesRead;i++)
                        System.out.print((char)buf[i]);
                    bytesRead = in.read(buf);
                }
            }catch (IOException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }finally{
                try{
                    if(in != null){
                        in.close();
                    }
                }catch (IOException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    

    输出结果:(略)

    案例是对应的NIO(这里通过RandomAccessFile进行操作,当然也可以通过FileInputStream.getChannel()进行操作):

        public static void method1(){
            RandomAccessFile aFile = null;
            try{
                aFile = new RandomAccessFile("src/nio.txt","rw");
                FileChannel fileChannel = aFile.getChannel();
                ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
                int bytesRead = fileChannel.read(buf);
                System.out.println(bytesRead);
                while(bytesRead != -1)
                {
                    buf.flip();
                    while(buf.hasRemaining())
                    {
                        System.out.print((char)buf.get());
                    }
                    buf.compact();
                    bytesRead = fileChannel.read(buf);
                }
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }finally{
                try{
                    if(aFile != null){
                        aFile.close();
                    }
                }catch (IOException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    

    输出结果:(略)
    通过仔细对比案例1和案例2,应该能看出个大概,最起码能发现NIO的实现方式比叫复杂。有了一个大概的印象可以进入下一步了。

    Buffer的使用

    从案例2中可以总结出使用Buffer一般遵循下面几个步骤:

    • 分配空间(ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024); 还有一种allocateDirector后面再陈述)

    • 写入数据到Buffer(int bytesRead = fileChannel.read(buf);)

    • 调用filp()方法( buf.flip();)

    • 从Buffer中读取数据(System.out.print((char)buf.get());)

    • 调用clear()方法或者compact()方法

    Buffer顾名思义:缓冲区,实际上是一个容器,一个连续数组。Channel提供从文件、网络读取数据的渠道,但是读写的数据都必须经过Buffer。如下图:

    640

    向Buffer中写数据:

    • 从Channel写到Buffer (fileChannel.read(buf))

    • 通过Buffer的put()方法 (buf.put(…))

    从Buffer中读取数据:

    • 从Buffer读取到Channel (channel.write(buf))

    • 使用get()方法从Buffer中读取数据 (buf.get())

    可以把Buffer简单地理解为一组基本数据类型的元素列表,它通过几个变量来保存这个数据的当前位置状态:capacity, position, limit, mark:

    索引

    说明

    capacity

    缓冲区数组的总长度

    position

    下一个要操作的数据元素的位置

    limit

    缓冲区数组中不可操作的下一个元素的位置:limit<=capacity

    mark

    用于记录当前position的前一个位置或者默认是-1

    640


    无图无真相,举例:我们通过ByteBuffer.allocate(11)方法创建了一个11个byte的数组的缓冲区,初始状态如上图,position的位置为0,capacity和limit默认都是数组长度。当我们写入5个字节时,变化如下图:
    640

    这时我们需要将缓冲区中的5个字节数据写入Channel的通信信道,所以我们调用ByteBuffer.flip()方法,变化如下图所示(position设回0,并将limit设成之前的position的值):

    640

    这时底层操作系统就可以从缓冲区中正确读取这个5个字节数据并发送出去了。在下一次写数据之前我们再调用clear()方法,缓冲区的索引位置又回到了初始位置。

    调用clear()方法:position将被设回0,limit设置成capacity,换句话说,Buffer被清空了,其实Buffer中的数据并未被清除,只是这些标记告诉我们可以从哪里开始往Buffer里写数据。如果Buffer中有一些未读的数据,调用clear()方法,数据将“被遗忘”,意味着不再有任何标记会告诉你哪些数据被读过,哪些还没有。如果Buffer中仍有未读的数据,且后续还需要这些数据,但是此时想要先写些数据,那么使用compact()方法。compact()方法将所有未读的数据拷贝到Buffer起始处。然后将position设到最后一个未读元素正后面。limit属性依然像clear()方法一样,设置成capacity。现在Buffer准备好写数据了,但是不会覆盖未读的数据。

    通过调用Buffer.mark()方法,可以标记Buffer中的一个特定的position,之后可以通过调用Buffer.reset()方法恢复到这个position。Buffer.rewind()方法将position设回0,所以你可以重读Buffer中的所有数据。limit保持不变,仍然表示能从Buffer中读取多少个元素。

    三、SocketChannel

    说完了FileChannel和Buffer, 大家应该对Buffer的用法比较了解了,这里使用SocketChannel来继续探讨NIO。NIO的强大功能部分来自于Channel的非阻塞特性,套接字的某些操作可能会无限期地阻塞。例如,对accept()方法的调用可能会因为等待一个客户端连接而阻塞;对read()方法的调用可能会因为没有数据可读而阻塞,直到连接的另一端传来新的数据。总的来说,创建/接收连接或读写数据等I/O调用,都可能无限期地阻塞等待,直到底层的网络实现发生了什么。慢速的,有损耗的网络,或仅仅是简单的网络故障都可能导致任意时间的延迟。然而不幸的是,在调用一个方法之前无法知道其是否阻塞。NIO的channel抽象的一个重要特征就是可以通过配置它的阻塞行为,以实现非阻塞式的信道。

                channel.configureBlocking(false)
    

    在非阻塞式信道上调用一个方法总是会立即返回。这种调用的返回值指示了所请求的操作完成的程度。例如,在一个非阻塞式ServerSocketChannel上调用accept()方法,如果有连接请求来了,则返回客户端SocketChannel,否则返回null。

    这里先举一个TCP应用案例,客户端采用NIO实现,而服务端依旧使用BIO实现。
    客户端代码(案例3):

        public static void client(){
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
            SocketChannel socketChannel = null;
            try
            {
                socketChannel = SocketChannel.open();
                socketChannel.configureBlocking(false);
                socketChannel.connect(new InetSocketAddress("10.10.195.115",8080));
                if(socketChannel.finishConnect())
                {
                    int i=0;
                    while(true)
                    {
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                        String info = "I'm "+i+++"-th information from client";
                        buffer.clear();
                        buffer.put(info.getBytes());
                        buffer.flip();
                        while(buffer.hasRemaining()){
                            System.out.println(buffer);
                            socketChannel.write(buffer);
                        }
                    }
                }
            }
            catch (IOException | InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            finally{
                try{
                    if(socketChannel!=null){
                        socketChannel.close();
                    }
                }catch(IOException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    

    服务端代码(案例4):

        public static void server(){
            ServerSocket serverSocket = null;
            InputStream in = null;
            try
            {
                serverSocket = new ServerSocket(8080);
                int recvMsgSize = 0;
                byte[] recvBuf = new byte[1024];
                while(true){
                    Socket clntSocket = serverSocket.accept();
                    SocketAddress clientAddress = clntSocket.getRemoteSocketAddress();
                    System.out.println("Handling client at "+clientAddress);
                    in = clntSocket.getInputStream();
                    while((recvMsgSize=in.read(recvBuf))!=-1){
                        byte[] temp = new byte[recvMsgSize];
                        System.arraycopy(recvBuf, 0, temp, 0, recvMsgSize);
                        System.out.println(new String(temp));
                    }
                }
            }
            catch (IOException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            finally{
                try{
                    if(serverSocket!=null){
                        serverSocket.close();
                    }
                    if(in!=null){
                        in.close();
                    }
                }catch(IOException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    

    输出结果:(略)

    根据案例分析,总结一下SocketChannel的用法。
    打开SocketChannel:

                socketChannel = SocketChannel.open();
                socketChannel.connect(new InetSocketAddress("10.10.195.115",8080));
    

    关闭:

                socketChannel.close();
    

    读取数据:

                        String info = "I'm "+i+++"-th information from client";
                        buffer.clear();
                        buffer.put(info.getBytes());
                        buffer.flip();
                        while(buffer.hasRemaining()){
                            System.out.println(buffer);
                            socketChannel.write(buffer);
                        }
    

    注意SocketChannel.write()方法的调用是在一个while循环中的。write()方法无法保证能写多少字节到SocketChannel。所以,我们重复调用write()直到Buffer没有要写的字节为止。
    非阻塞模式下,read()方法在尚未读取到任何数据时可能就返回了。所以需要关注它的int返回值,它会告诉你读取了多少字节。

    四、TCP服务端的NIO写法

    到目前为止,所举的案例中都没有涉及Selector。不要急,好东西要慢慢来。Selector类可以用于避免使用阻塞式客户端中很浪费资源的“忙等”方法。例如,考虑一个IM服务器。像QQ或者旺旺这样的,可能有几万甚至几千万个客户端同时连接到了服务器,但在任何时刻都只是非常少量的消息。

    需要读取和分发。这就需要一种方法阻塞等待,直到至少有一个信道可以进行I/O操作,并指出是哪个信道。NIO的选择器就实现了这样的功能。一个Selector实例可以同时检查一组信道的I/O状态。用专业术语来说,选择器就是一个多路开关选择器,因为一个选择器能够管理多个信道上的I/O操作。然而如果用传统的方式来处理这么多客户端,使用的方法是循环地一个一个地去检查所有的客户端是否有I/O操作,如果当前客户端有I/O操作,则可能把当前客户端扔给一个线程池去处理,如果没有I/O操作则进行下一个轮询,当所有的客户端都轮询过了又接着从头开始轮询;这种方法是非常笨而且也非常浪费资源,因为大部分客户端是没有I/O操作,我们也要去检查;而Selector就不一样了,它在内部可以同时管理多个I/O,当一个信道有I/O操作的时候,他会通知Selector,Selector就是记住这个信道有I/O操作,并且知道是何种I/O操作,是读呢?是写呢?还是接受新的连接;所以如果使用Selector,它返回的结果只有两种结果,一种是0,即在你调用的时刻没有任何客户端需要I/O操作,另一种结果是一组需要I/O操作的客户端,这时你就根本不需要再检查了,因为它返回给你的肯定是你想要的。这样一种通知的方式比那种主动轮询的方式要高效得多!

    要使用选择器(Selector),需要创建一个Selector实例(使用静态工厂方法open())并将其注册(register)到想要监控的信道上(注意,这要通过channel的方法实现,而不是使用selector的方法)。最后,调用选择器的select()方法。该方法会阻塞等待,直到有一个或更多的信道准备好了I/O操作或等待超时。select()方法将返回可进行I/O操作的信道数量。现在,在一个单独的线程中,通过调用select()方法就能检查多个信道是否准备好进行I/O操作。如果经过一段时间后仍然没有信道准备好,select()方法就会返回0,并允许程序继续执行其他任务。

    下面将上面的TCP服务端代码改写成NIO的方式(案例5):

    public class ServerConnect
    {
        private static final int BUF_SIZE=1024;
        private static final int PORT = 8080;
        private static final int TIMEOUT = 3000;
        public static void main(String[] args)
        {
            selector();
        }
        public static void handleAccept(SelectionKey key) throws IOException{
            ServerSocketChannel ssChannel = (ServerSocketChannel)key.channel();
            SocketChannel sc = ssChannel.accept();
            sc.configureBlocking(false);
            sc.register(key.selector(), SelectionKey.OP_READ,ByteBuffer.allocateDirect(BUF_SIZE));
        }
        public static void handleRead(SelectionKey key) throws IOException{
            SocketChannel sc = (SocketChannel)key.channel();
            ByteBuffer buf = (ByteBuffer)key.attachment();
            long bytesRead = sc.read(buf);
            while(bytesRead>0){
                buf.flip();
                while(buf.hasRemaining()){
                    System.out.print((char)buf.get());
                }
                System.out.println();
                buf.clear();
                bytesRead = sc.read(buf);
            }
            if(bytesRead == -1){
                sc.close();
            }
        }
        public static void handleWrite(SelectionKey key) throws IOException{
            ByteBuffer buf = (ByteBuffer)key.attachment();
            buf.flip();
            SocketChannel sc = (SocketChannel) key.channel();
            while(buf.hasRemaining()){
                sc.write(buf);
            }
            buf.compact();
        }
        public static void selector() {
            Selector selector = null;
            ServerSocketChannel ssc = null;
            try{
                selector = Selector.open();
                ssc= ServerSocketChannel.open();
                ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(PORT));
                ssc.configureBlocking(false);
                ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
                while(true){
                    if(selector.select(TIMEOUT) == 0){
                        System.out.println("==");
                        continue;
                    }
                    Iterator<SelectionKey> iter = selector.selectedKeys().iterator();
                    while(iter.hasNext()){
                        SelectionKey key = iter.next();
                        if(key.isAcceptable()){
                            handleAccept(key);
                        }
                        if(key.isReadable()){
                            handleRead(key);
                        }
                        if(key.isWritable() && key.isValid()){
                            handleWrite(key);
                        }
                        if(key.isConnectable()){
                            System.out.println("isConnectable = true");
                        }
                        iter.remove();
                    }
                }
            }catch(IOException e){
                e.printStackTrace();
            }finally{
                try{
                    if(selector!=null){
                        selector.close();
                    }
                    if(ssc!=null){
                        ssc.close();
                    }
                }catch(IOException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    

    下面来慢慢讲解这段代码。

    ServerSocketChannel

    打开ServerSocketChannel:

    ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
    

    关闭ServerSocketChannel:

    serverSocketChannel.close();
    

    监听新进来的连接:

    while(true){
        SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
    }
    

    ServerSocketChannel可以设置成非阻塞模式。在非阻塞模式下,accept() 方法会立刻返回,如果还没有新进来的连接,返回的将是null。 因此,需要检查返回的SocketChannel是否是null.如:

            ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
            serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(9999));
            serverSocketChannel.configureBlocking(false);
            while (true)
            {
                SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                if (socketChannel != null)
                {
                    // do something with socketChannel...
                }
            }
    

    Selector

    Selector的创建:Selector selector = Selector.open();

    为了将Channel和Selector配合使用,必须将Channel注册到Selector上,通过SelectableChannel.register()方法来实现,沿用案例5中的部分代码:

                ssc= ServerSocketChannel.open();
                ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(PORT));
                ssc.configureBlocking(false);
                ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    

    与Selector一起使用时,Channel必须处于非阻塞模式下。这意味着不能将FileChannel与Selector一起使用,因为FileChannel不能切换到非阻塞模式。而套接字通道都可以。

    注意register()方法的第二个参数。这是一个“interest集合”,意思是在通过Selector监听Channel时对什么事件感兴趣。可以监听四种不同类型的事件:

    1. Connect
    2. Accept
    3. Read
    4. Write
    

    通道触发了一个事件意思是该事件已经就绪。所以,某个channel成功连接到另一个服务器称为“连接就绪”。一个server socket channel准备好接收新进入的连接称为“接收就绪”。一个有数据可读的通道可以说是“读就绪”。等待写数据的通道可以说是“写就绪”。

    这四种事件用SelectionKey的四个常量来表示:

    1. SelectionKey.OP_CONNECT
    2. SelectionKey.OP_ACCEPT
    3. SelectionKey.OP_READ
    4. SelectionKey.OP_WRITE
    

    SelectionKey

    当向Selector注册Channel时,register()方法会返回一个SelectionKey对象。这个对象包含了一些你感兴趣的属性:

    • interest集合

    • ready集合

    • Channel

    • Selector

    • 附加的对象(可选)

    interest集合:就像向Selector注册通道一节中所描述的,interest集合是你所选择的感兴趣的事件集合。可以通过SelectionKey读写interest集合。

    ready 集合是通道已经准备就绪的操作的集合。在一次选择(Selection)之后,你会首先访问这个ready set。Selection将在下一小节进行解释。可以这样访问ready集合:

    int readySet = selectionKey.readyOps();
    

    可以用像检测interest集合那样的方法,来检测channel中什么事件或操作已经就绪。但是,也可以使用以下四个方法,它们都会返回一个布尔类型:

    selectionKey.isAcceptable();
    selectionKey.isConnectable();
    selectionKey.isReadable();
    selectionKey.isWritable();
    

    从SelectionKey访问Channel和Selector很简单。如下:

    Channel  channel  = selectionKey.channel();
    Selector selector = selectionKey.selector();
    

    可以将一个对象或者更多信息附着到SelectionKey上,这样就能方便的识别某个给定的通道。例如,可以附加 与通道一起使用的Buffer,或是包含聚集数据的某个对象。使用方法如下:

    selectionKey.attach(theObject);
    Object attachedObj = selectionKey.attachment();
    

    还可以在用register()方法向Selector注册Channel的时候附加对象。如:

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

    通过Selector选择通道

    一旦向Selector注册了一或多个通道,就可以调用几个重载的select()方法。这些方法返回你所感兴趣的事件(如连接、接受、读或写)已经准备就绪的那些通道。换句话说,如果你对“读就绪”的通道感兴趣,select()方法会返回读事件已经就绪的那些通道。

    下面是select()方法:

    • int select()

    • int select(long timeout)

    • int selectNow()

    select()阻塞到至少有一个通道在你注册的事件上就绪了。
    select(long timeout)和select()一样,除了最长会阻塞timeout毫秒(参数)。
    selectNow()不会阻塞,不管什么通道就绪都立刻返回(译者注:此方法执行非阻塞的选择操作。如果自从前一次选择操作后,没有通道变成可选择的,则此方法直接返回零。)。

    select()方法返回的int值表示有多少通道已经就绪。亦即,自上次调用select()方法后有多少通道变成就绪状态。如果调用select()方法,因为有一个通道变成就绪状态,返回了1,若再次调用select()方法,如果另一个通道就绪了,它会再次返回1。如果对第一个就绪的channel没有做任何操作,现在就有两个就绪的通道,但在每次select()方法调用之间,只有一个通道就绪了。

    一旦调用了select()方法,并且返回值表明有一个或更多个通道就绪了,然后可以通过调用selector的selectedKeys()方法,访问“已选择键集(selected key set)”中的就绪通道。如下所示:

    Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
    

    当向Selector注册Channel时,Channel.register()方法会返回一个SelectionKey 对象。这个对象代表了注册到该Selector的通道。

    注意每次迭代末尾的keyIterator.remove()调用。Selector不会自己从已选择键集中移除SelectionKey实例。必须在处理完通道时自己移除。下次该通道变成就绪时,Selector会再次将其放入已选择键集中。

    SelectionKey.channel()方法返回的通道需要转型成你要处理的类型,如ServerSocketChannel或SocketChannel等。

    一个完整的使用Selector和ServerSocketChannel的案例可以参考案例5的selector()方法。


    五、内存映射文件

    JAVA处理大文件,一般用BufferedReader,BufferedInputStream这类带缓冲的IO类,不过如果文件超大的话,更快的方式是采用MappedByteBuffer。

    MappedByteBuffer是NIO引入的文件内存映射方案,读写性能极高。NIO最主要的就是实现了对异步操作的支持。其中一种通过把一个套接字通道(SocketChannel)注册到一个选择器(Selector)中,不时调用后者的选择(select)方法就能返回满足的选择键(SelectionKey),键中包含了SOCKET事件信息。这就是select模型。

    SocketChannel的读写是通过一个类叫ByteBuffer来操作的.这个类本身的设计是不错的,比直接操作byte[]方便多了. ByteBuffer有两种模式:直接/间接.间接模式最典型(也只有这么一种)的就是HeapByteBuffer,即操作堆内存 (byte[]).但是内存毕竟有限,如果我要发送一个1G的文件怎么办?不可能真的去分配1G的内存.这时就必须使用"直接"模式,即 MappedByteBuffer,文件映射.

    先中断一下,谈谈操作系统的内存管理.一般操作系统的内存分两部分:物理内存;虚拟内存.虚拟内存一般使用的是页面映像文件,即硬盘中的某个(某些)特殊的文件.操作系统负责页面文件内容的读写,这个过程叫"页面中断/切换". MappedByteBuffer也是类似的,你可以把整个文件(不管文件有多大)看成是一个ByteBuffer.MappedByteBuffer 只是一种特殊的ByteBuffer,即是ByteBuffer的子类。 MappedByteBuffer 将文件直接映射到内存(这里的内存指的是虚拟内存,并不是物理内存)。通常,可以映射整个文件,如果文件比较大的话可以分段进行映射,只要指定文件的那个部分就可以。

    概念

    FileChannel提供了map方法来把文件影射为内存映像文件: MappedByteBuffer map(int mode,long position,long size); 可以把文件的从position开始的size大小的区域映射为内存映像文件,mode指出了 可访问该内存映像文件的方式:

    • READ_ONLY,(只读): 试图修改得到的缓冲区将导致抛出 ReadOnlyBufferException.(MapMode.READ_ONLY)

    • READ_WRITE(读/写): 对得到的缓冲区的更改最终将传播到文件;该更改对映射到同一文件的其他程序不一定是可见的。 (MapMode.READ_WRITE)

    • PRIVATE(专用): 对得到的缓冲区的更改不会传播到文件,并且该更改对映射到同一文件的其他程序也不是可见的;相反,会创建缓冲区已修改部分的专用副本。 (MapMode.PRIVATE)

    MappedByteBuffer是ByteBuffer的子类,其扩充了三个方法:

    • force():缓冲区是READ_WRITE模式下,此方法对缓冲区内容的修改强行写入文件;

    • load():将缓冲区的内容载入内存,并返回该缓冲区的引用;

    • isLoaded():如果缓冲区的内容在物理内存中,则返回真,否则返回假;

    案例对比

    这里通过采用ByteBuffer和MappedByteBuffer分别读取大小约为5M的文件"src/1.ppt"来比较两者之间的区别,method3()是采用MappedByteBuffer读取的,method4()对应的是ByteBuffer。

        public static void method4(){
            RandomAccessFile aFile = null;
            FileChannel fc = null;
            try{
                aFile = new RandomAccessFile("src/1.ppt","rw");
                fc = aFile.getChannel();
                long timeBegin = System.currentTimeMillis();
                ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate((int) aFile.length());
                buff.clear();
                fc.read(buff);
                //System.out.println((char)buff.get((int)(aFile.length()/2-1)));
                //System.out.println((char)buff.get((int)(aFile.length()/2)));
                //System.out.println((char)buff.get((int)(aFile.length()/2)+1));
                long timeEnd = System.currentTimeMillis();
                System.out.println("Read time: "+(timeEnd-timeBegin)+"ms");
            }catch(IOException e){
                e.printStackTrace();
            }finally{
                try{
                    if(aFile!=null){
                        aFile.close();
                    }
                    if(fc!=null){
                        fc.close();
                    }
                }catch(IOException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        public static void method3(){
            RandomAccessFile aFile = null;
            FileChannel fc = null;
            try{
                aFile = new RandomAccessFile("src/1.ppt","rw");
                fc = aFile.getChannel();
                long timeBegin = System.currentTimeMillis();
                MappedByteBuffer mbb = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, aFile.length());
                // System.out.println((char)mbb.get((int)(aFile.length()/2-1)));
                // System.out.println((char)mbb.get((int)(aFile.length()/2)));
                //System.out.println((char)mbb.get((int)(aFile.length()/2)+1));
                long timeEnd = System.currentTimeMillis();
                System.out.println("Read time: "+(timeEnd-timeBegin)+"ms");
            }catch(IOException e){
                e.printStackTrace();
            }finally{
                try{
                    if(aFile!=null){
                        aFile.close();
                    }
                    if(fc!=null){
                        fc.close();
                    }
                }catch(IOException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    

    通过在入口函数main()中运行:

            method3();
            System.out.println("=============");
            method4();
    

    输出结果(运行在普通PC机上):

    Read time: 2ms
    =============
    Read time: 12ms
    

    通过输出结果可以看出彼此的差别,一个例子也许是偶然,那么下面把5M大小的文件替换为200M的文件,输出结果:

    Read time: 1ms
    =============
    Read time: 407ms
    

    可以看到差距拉大。

    注:MappedByteBuffer有资源释放的问题:被MappedByteBuffer打开的文件只有在垃圾收集时才会被关闭,而这个点是不确定的。在Javadoc中这里描述:A mapped byte buffer and the file mapping that it represents remian valid until the buffer itself is garbage-collected。详细可以翻阅参考资料5和6.


    六、其余功能介绍

    看完以上陈述,详细大家对NIO有了一定的了解,下面主要通过几个案例,来说明NIO的其余功能,下面代码量偏多,功能性讲述偏少。

    Scatter/Gatter

    分散(scatter)从Channel中读取是指在读操作时将读取的数据写入多个buffer中。因此,Channel将从Channel中读取的数据“分散(scatter)”到多个Buffer中。

    聚集(gather)写入Channel是指在写操作时将多个buffer的数据写入同一个Channel,因此,Channel 将多个Buffer中的数据“聚集(gather)”后发送到Channel。

    scatter / gather经常用于需要将传输的数据分开处理的场合,例如传输一个由消息头和消息体组成的消息,你可能会将消息体和消息头分散到不同的buffer中,这样你可以方便的处理消息头和消息体。

    案例:

    import java.io.File;
    import java.io.FileNotFoundException;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.io.OutputStream;
    import java.nio.ByteBuffer;
    import java.nio.channels.Channel;
    import java.nio.channels.FileChannel;
    public class ScattingAndGather
    {
        public static void main(String args[]){
            gather();
        }
        public static void gather()
        {
            ByteBuffer header = ByteBuffer.allocate(10);
            ByteBuffer body = ByteBuffer.allocate(10);
            byte [] b1 = {'0', '1'};
            byte [] b2 = {'2', '3'};
            header.put(b1);
            body.put(b2);
            ByteBuffer [] buffs = {header, body};
            try
            {
                FileOutputStream os = new FileOutputStream("src/scattingAndGather.txt");
                FileChannel channel = os.getChannel();
                channel.write(buffs);
            }
            catch (IOException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    

    transferFrom & transferTo

    FileChannel的transferFrom()方法可以将数据从源通道传输到FileChannel中。

        public static void method1(){
            RandomAccessFile fromFile = null;
            RandomAccessFile toFile = null;
            try
            {
                fromFile = new RandomAccessFile("src/fromFile.xml","rw");
                FileChannel fromChannel = fromFile.getChannel();
                toFile = new RandomAccessFile("src/toFile.txt","rw");
                FileChannel toChannel = toFile.getChannel();
                long position = 0;
                long count = fromChannel.size();
                System.out.println(count);
                toChannel.transferFrom(fromChannel, position, count);
            }
            catch (IOException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            finally{
                try{
                    if(fromFile != null){
                        fromFile.close();
                    }
                    if(toFile != null){
                        toFile.close();
                    }
                }
                catch(IOException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    

    方法的输入参数position表示从position处开始向目标文件写入数据,count表示最多传输的字节数。如果源通道的剩余空间小于 count 个字节,则所传输的字节数要小于请求的字节数。此外要注意,在SoketChannel的实现中,SocketChannel只会传输此刻准备好的数据(可能不足count字节)。因此,SocketChannel可能不会将请求的所有数据(count个字节)全部传输到FileChannel中。

    transferTo()方法将数据从FileChannel传输到其他的channel中。

        public static void method2()
        {
            RandomAccessFile fromFile = null;
            RandomAccessFile toFile = null;
            try
            {
                fromFile = new RandomAccessFile("src/fromFile.txt","rw");
                FileChannel fromChannel = fromFile.getChannel();
                toFile = new RandomAccessFile("src/toFile.txt","rw");
                FileChannel toChannel = toFile.getChannel();
                long position = 0;
                long count = fromChannel.size();
                System.out.println(count);
                fromChannel.transferTo(position, count,toChannel);
            }
            catch (IOException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            finally{
                try{
                    if(fromFile != null){
                        fromFile.close();
                    }
                    if(toFile != null){
                        toFile.close();
                    }
                }
                catch(IOException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    

    上面所说的关于SocketChannel的问题在transferTo()方法中同样存在。SocketChannel会一直传输数据直到目标buffer被填满。

    Pipe

    Java NIO 管道是2个线程之间的单向数据连接。Pipe有一个source通道和一个sink通道。数据会被写到sink通道,从source通道读取。

        public static void method1(){
            Pipe pipe = null;
            ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(2);
            try{
                pipe = Pipe.open();
                final Pipe pipeTemp = pipe;
                exec.submit(new Callable<Object>(){
                    @Override
                    public Object call() throws Exception
                    {
                        Pipe.SinkChannel sinkChannel = pipeTemp.sink();//向通道中写数据
                        while(true){
                            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                            String newData = "Pipe Test At Time "+System.currentTimeMillis();
                            ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
                            buf.clear();
                            buf.put(newData.getBytes());
                            buf.flip();
                            while(buf.hasRemaining()){
                                System.out.println(buf);
                                sinkChannel.write(buf);
                            }
                        }
                    }
                });
                exec.submit(new Callable<Object>(){
                    @Override
                    public Object call() throws Exception
                    {
                        Pipe.SourceChannel sourceChannel = pipeTemp.source();//向通道中读数据
                        while(true){
                            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                            ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
                            buf.clear();
                            int bytesRead = sourceChannel.read(buf);
                            System.out.println("bytesRead="+bytesRead);
                            while(bytesRead >0 ){
                                buf.flip();
                                byte b[] = new byte[bytesRead];
                                int i=0;
                                while(buf.hasRemaining()){
                                    b[i]=buf.get();
                                    System.out.printf("%X",b[i]);
                                    i++;
                                }
                                String s = new String(b);
                                System.out.println("=================||"+s);
                                bytesRead = sourceChannel.read(buf);
                            }
                        }
                    }
                });
            }catch(IOException e){
                e.printStackTrace();
            }finally{
                exec.shutdown();
            }
        }
    

    DatagramChannel

    Java NIO中的DatagramChannel是一个能收发UDP包的通道。因为UDP是无连接的网络协议,所以不能像其它通道那样读取和写入。它发送和接收的是数据包。

        public static void  reveive(){
            DatagramChannel channel = null;
            try{
                channel = DatagramChannel.open();
                channel.socket().bind(new InetSocketAddress(8888));
                ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
                buf.clear();
                channel.receive(buf);
                buf.flip();
                while(buf.hasRemaining()){
                    System.out.print((char)buf.get());
                }
                System.out.println();
            }catch(IOException e){
                e.printStackTrace();
            }finally{
                try{
                    if(channel!=null){
                        channel.close();
                    }
                }catch(IOException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        public static void send(){
            DatagramChannel channel = null;
            try{
                channel = DatagramChannel.open();
                String info = "I'm the Sender!";
                ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
                buf.clear();
                buf.put(info.getBytes());
                buf.flip();
                int bytesSent = channel.send(buf, new InetSocketAddress("10.10.195.115",8888));
                System.out.println(bytesSent);
            }catch(IOException e){
                e.printStackTrace();
            }finally{
                try{
                    if(channel!=null){
                        channel.close();
                    }
                }catch(IOException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    

     

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  • nio-demo NIO编程demo 主要内容: 1、使用NIO实现文件读写,文件拷贝 2、使用NIO实现Socket编程 注:com.minghui.nio.demo包下是IBM官方demo
  • nio_proxy 基本的 nio 代理
  • nio视频教程

    2018-06-13 14:27:44
    nio视频教程nio视频教程nio视频教程nio视频教程nio视频教程nio视频教程nio视频教程 个人感觉还不错,可以看看
  • NIO netty开发

    2018-03-28 15:52:35
    netty开发之nio netty开发之nio netty开发之nio netty开发之nio netty开发之nio netty开发之nio netty开发之nio netty开发之nio netty开发之nio netty开发之nio netty开发之nio netty开发之nio netty开发之nio netty...
  • Java I-O NIO and NIO2

    2017-11-02 21:02:37
    完整的讲述了Java的IO,NIO以及NIO2,文档是英文版的,我会陆续翻译其中的NIO章节。
  • 带有Java NIO库的样本 简单的TCP / IP服务器,它使用来自客户端的数据并将其写入套接字相应的消息。 相同的回显服务器,但使用Netty框架。 相同的回显服务器,但使用NIO2异步通道。 创建10000个客户端连接的类,...
  • Java IO NIO and NIO 2 epub

    2017-09-30 21:43:43
    Java IO NIO and NIO 2 英文epub 本资源转载自网络,如有侵权,请联系上传者或csdn删除 本资源转载自网络,如有侵权,请联系上传者或csdn删除
  • Java+NIO java nio

    2012-02-09 00:54:11
    Java+NIO
  • javaNIO javaNIO

    2010-01-21 23:20:31
    有需要的可以读读,可能会有收获 NIO NIO NIONIO
  • java NIO文档

    2017-12-20 12:26:12
    Java NIO大学课堂文档 Java NIO大学课堂文档Java NIO大学课堂文档Java NIO大学课堂文档Java NIO大学课堂文档Java NIO大学课堂文档Java NIO大学课堂文档Java NIO大学课堂文档Java NIO大学课堂文档Java NIO大学课堂...
  • Java NIO pdf

    2018-12-12 20:18:05
    Java NIO pdf
  • Java IO, NIO and NIO.2

    2018-09-29 12:16:01
    这是一本介绍java io以及nio相关知识的书,书中对知识的讲解通俗易懂,是学习java nio以及复习java io相关知识的必备书籍。注意:本书为英文版!!!
  • NIO原理详解

    万次阅读 多人点赞 2018-08-18 17:22:13
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  • java NIO 详解

    2020-09-04 01:55:26
    Java NIO(New IO)是从Java 1.4版本开始引入的一个新的IO API,可以替代标准的Java IO API。本系列教程将有助于你学习和理解Java NIO
  • ZIO-NIO CI 释放 快照 不和谐 Java NIO的ZIO接口。 Java NIO是不安全的,例如,隐藏IO操作中的实际错误并在IO成功/不成功时仅给您提供true / false值,这可能会让您大吃一惊。 另一方面,ZIO-NIO包含ZIO效果,...

空空如也

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