Java NIO:NIO概述

  在上一篇博文中讲述了几种IO模型,现在我们开始进入Java NIO编程主题。NIO是Java 4里面提供的新的API,目的是用来解决传统IO的问题。本文下面分别从Java NIO的几个基础概念介绍起。

  以下是本文的目录大纲:

  一.NIO中的几个基础概念

  二.Channel

  三.Buffer

  四.Selector

  若有不正之处,请多多谅解并欢迎批评指正。

  请尊重作者劳动成果,转载请标明原文链接:

  http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3919162.html

一.NIO中的几个基础概念

  在NIO中有几个比较关键的概念:Channel(通道),Buffer(缓冲区),Selector(选择器)。

  首先从Channel说起吧,通道,顾名思义,就是通向什么的道路,为某个提供了渠道。在传统IO中,我们要读取一个文件中的内容,通常是像下面这样读取的:

public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File("data.txt");
InputStream inputStream = new FileInputStream(file);
byte[] bytes = new byte[1024];
inputStream.read(bytes);
inputStream.close();
}
}

  这里的InputStream实际上就是为读取文件提供一个通道的。

  因此可以将NIO 中的Channel同传统IO中的Stream来类比,但是要注意,传统IO中,Stream是单向的,比如InputStream只能进行读取操作,OutputStream只能进行写操作。而Channel是双向的,既可用来进行读操作,又可用来进行写操作。

  Buffer(缓冲区),是NIO中非常重要的一个东西,在NIO中所有数据的读和写都离不开Buffer。比如上面的一段代码中,读取的数据时放在byte数组当中,而在NIO中,读取的数据只能放在Buffer中。同样地,写入数据也是先写入到Buffer中。

  下面介绍一下NIO中最核心的一个东西:Selector。可以说它是NIO中最关键的一个部分,Selector的作用就是用来轮询每个注册的Channel,一旦发现Channel有注册的事件发生,便获取事件然后进行处理。

  比如看下面的这个例子:

  

  用单线程处理一个Selector,然后通过Selector.select()方法来获取到达事件,在获取了到达事件之后,就可以逐个地对这些事件进行响应处理。

二.Channel

  在前面已经提到,Channel和传统IO中的Stream很相似。虽然很相似,但是有很大的区别,主要区别为:通道是双向的,通过一个Channel既可以进行读,也可以进行写;而Stream只能进行单向操作,通过一个Stream只能进行读或者写;

  以下是常用的几种通道:

  • FileChannel
  • SocketChanel
  • ServerSocketChannel
  • DatagramChannel

  通过使用FileChannel可以从文件读或者向文件写入数据;通过SocketChannel,以TCP来向网络连接的两端读写数据;通过ServerSocketChanel能够监听客户端发起的TCP连接,并为每个TCP连接创建一个新的SocketChannel来进行数据读写;通过DatagramChannel,以UDP协议来向网络连接的两端读写数据。

  下面给出通过FileChannel来向文件中写入数据的一个例子:

public class Test {
public static void main(String[] args) throws IOException {
File file = new File("data.txt");
FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(file);
FileChannel channel = outputStream.getChannel();
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
String string = "java nio";
buffer.put(string.getBytes());
buffer.flip(); //此处必须要调用buffer的flip方法
channel.write(buffer);
channel.close();
outputStream.close();
}
}

  通过上面的程序会向工程目录下的data.txt文件写入字符串"java nio",注意在调用channel的write方法之前必须调用buffer的flip方法,否则无法正确写入内容,至于具体原因将在下篇博文中具体讲述Buffer的用法时阐述。

三.Buffer

  Buffer,故名思意,缓冲区,实际上是一个容器,是一个连续数组。Channel提供从文件、网络读取数据的渠道,但是读取或写入的数据都必须经由Buffer。具体看下面这张图就理解了:

  上面的图描述了从一个客户端向服务端发送数据,然后服务端接收数据的过程。客户端发送数据时,必须先将数据存入Buffer中,然后将Buffer中的内容写入通道。服务端这边接收数据必须通过Channel将数据读入到Buffer中,然后再从Buffer中取出数据来处理。

  在NIO中,Buffer是一个顶层父类,它是一个抽象类,常用的Buffer的子类有:

  • ByteBuffer
  • IntBuffer
  • CharBuffer
  • LongBuffer
  • DoubleBuffer
  • FloatBuffer
  • ShortBuffer

  如果是对于文件读写,上面几种Buffer都可能会用到。但是对于网络读写来说,用的最多的是ByteBuffer。

  关于Buffer的具体使用以及它的limit、posiion和capacity这几个属性的理解在下一篇文章中讲述。

四.Selector

  Selector类是NIO的核心类,Selector能够检测多个注册的通道上是否有事件发生,如果有事件发生,便获取事件然后针对每个事件进行相应的响应处理。这样一来,只是用一个单线程就可以管理多个通道,也就是管理多个连接。这样使得只有在连接真正有读写事件发生时,才会调用函数来进行读写,就大大地减少了系统开销,并且不必为每个连接都创建一个线程,不用去维护多个线程,并且避免了多线程之间的上下文切换导致的开销。

  与Selector有关的一个关键类是SelectionKey,一个SelectionKey表示一个到达的事件,这2个类构成了服务端处理业务的关键逻辑。

  关于Selector类的具体使用将在后续文章中阐述。

  参考资料:

  http://blog.csdn.net/wuxianglong/article/details/6604817

  http://www.360doc.com/content/12/0515/11/1542811_211144310.shtml

  http://www.iteye.com/topic/834447

  http://weixiaolu.iteye.com/blog/1479656

  http://ifeve.com/overview/

Java NIO:NIO概述的更多相关文章

  1. java的nio之:java的nio系列教程之概述

    一:java的nio的核心组件?Java NIO 由以下几个核心部分组成: ==>Channels ==>Buffers ==>Selectors 虽然Java NIO 中除此之外还 ...

  2. java的nio包的SelectionKey,Selector,SelectableChannel三者的缠绵关系概述

    猛击这里 java的nio包的SelectionKey,Selector,SelectableChannel三者的缠绵关系概述

  3. 理解Java的NIO

    同步与阻塞 同步和异步是针对应用程序和内核的交互而言的. 同步:执行一个操作之后,进程触发IO操作并等待(阻塞)或者轮询的去查看IO的操作(非阻塞)是否完成,等待结果,然后才继续执行后续的操作. 异步 ...

  4. 一个小时就能理解Java的NIO必须掌握这三大要素!

    同步与阻塞 同步和异步是针对应用程序和内核的交互而言的. 同步:执行一个操作之后,进程触发IO操作并等待(阻塞)或者轮询的去查看IO的操作(非阻塞)是否完成,等待结果,然后才继续执行后续的操作. 异步 ...

  5. Java:NIO 学习笔记-3

    Java:NIO 学习笔记-3 根据 黑马程序员 的课程 JAVA通信架构I/O模式,做了相应的笔记 3. JAVA NIO 深入剖析 在讲解利用 NIO 实现通信架构之前,我们需要先来了解一下 NI ...

  6. Java:NIO 学习笔记-2

    Java:NIO 学习笔记-2 上一篇 NIO 学习笔记-1 看了 尚硅谷 的相应教程,此处又对比看了 黑马程序员 的课程 JAVA通信架构I/O模式,做了相应的笔记 前言 在 Java 的软件设计开 ...

  7. JAVA bio nio aio

    [转自]http://qindongliang.iteye.com/blog/2018539 在高性能的IO体系设计中,有几个名词概念常常会使我们感到迷惑不解.具体如下: 序号 问题 1 什么是同步? ...

  8. java的nio之:java的nio系列教程之buffer的概念

    一:java的nio的buffer==>Java NIO中的Buffer用于和NIO通道Channel进行交互.==>数据是从通道channel读入缓冲区buffer,从缓冲区buffer ...

  9. java的nio之:java的nio系列教程之channel的概念

    一:java的nio的channel Java NIO的通道类似流,但又有些不同: ==>既可以从通道中读取数据,又可以写数据到通道.但流的读写通常是单向的. ==>通道可以异步地读写. ...

  10. java之NIO编程

    所谓行文如编程,随笔好比java文件,文章好比类,参考文献是import,那么目录就是方法定义. 本篇文章处在分析thrift的nonblocking server之前,因为后者要依赖该篇文章的知识. ...

随机推荐

  1. Visual Studio 2015速递(2)——提升效率和质量(VS2015核心竞争力)

    系列文章 Visual Studio 2015速递(1)——C#6.0新特性怎么用 Visual Studio 2015速递(2)——提升效率和质量(VS2015核心竞争力) Visual Studi ...

  2. Android 数据传递(二)Activity与fragment之间的通信

    在网上找到了一篇总结的非常好的文章,我这里就贴出他的博文地址.自己就不再写这个方面的总结了. Activity与Fragment通信(99%)完美解决方案

  3. iOS Crash常规跟踪方法及Bugly集成运用

    当app出现崩溃, 研发阶段一般可以通过以下方式来跟踪crash信息 #1.模拟器运行, 查看xcode错误日志 #2.真机调试, 查看xcode错误日志 #3.真机运行, 查看device系统日志 ...

  4. WebApi系列~开放的CORS,跨域资源访问对所有人开放

    回到目录 之前有客户问我,如何AJAX跨域post,这个问题挺有意思,在我们看来,我是不被允许的,因为它是不安全的,但随着web api的火热,这个东西也被人们一步步的接受了,确实,有时,我们的接口希 ...

  5. MVVM架构~knockoutjs系列之Mapping插件为对象添加ko属性

    返回目录 对于一个JS对象来说,如果希望将所有属性进行监视,在之前我们需要一个个对属性添加ko.observable方法,而有了Mapping插件后,它可以帮助我们这件事. 在Mapping出现之前 ...

  6. Atitit.gui api自动化调用技术原理与实践

    Atitit.gui api自动化调用技术原理与实践 gui接口实现分类(h5,win gui, paint opengl,,swing,,.net winform,)1 Solu cate1 Sol ...

  7. Apache多站点实现原理和配置

    Apache多站点实现原理 很多人常常看到一台服务器上跑多个站点,不同的域名访问不同的站点,就会有个疑惑:访问的时候并没有在地址栏中加入端口号,多个域名都是解析到这个服务器的IP地址,服务器怎么能够正 ...

  8. SVN批处理更新文件夹

    SVN批处理更新文件夹 "C:\Program Files\TortoiseSVN\bin\TortoiseProc.exe" /command:update /path:&quo ...

  9. MySql数据库乱码解决方法

    MySql数据库乱码解决方法 解决乱码问题一个原则:存取系统使用一致的编码规则. 多使用mysql的原生命令行,这样才能做更多的事情. ​ 第一步: 确认应用系统需要使用的编码 java的默认编码是跟 ...

  10. Python之文件读写

    本节内容: I/O操作概述 文件读写实现原理与操作步骤 文件打开模式 Python文件操作步骤示例 Python文件读取相关方法 文件读写与字符编码 一.I/O操作概述 I/O在计算机中是指Input ...