java NIO详解(1)--概念及核心组件

文章目录

      • 1. 组成
        • 1.1 Channel 和 Buffer
        • 1.2 Selector
      • 2. 组件示例
        • 2.1 Channel的实现
        • 2.2 基本的 Channel 示例

1. 组成

Java NIO 由以下几个核心部分组成:

  • Channels
  • Buffers
  • Selectors

虽然Java NIO 中除此之外还有很多类和组件,但在我看来,ChannelBufferSelector 构成了核心的API。其它组件,如PipeFileLock,只不过是与三个核心组件共同使用的工具类。

1.1 Channel 和 Buffer

基本上,所有的 IO 在NIO 中都从一个Channel 开始。Channel 有点象流。 数据可以从Channel读到Buffer中,也可以从Buffer 写到Channel中。这里有个图示:

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。

与这些类一起的有一些有趣的接口,但为简单起见,我尽量在概述中不提到它们。本教程其它章节与它们相关的地方我会进行解释。

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。

Java NIO 还有个 MappedByteBuffer,用于表示内存映射文件, 我也不打算在概述中说明。

1.2 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:

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。

2. 组件示例

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。
  • 通道中的数据总是要先读到一个Buffer,或者总是要从一个Buffer中写入。

正如上面所说,从通道读取数据到缓冲区,从缓冲区写入数据到通道。

2.1 Channel的实现

这些是Java NIO中最重要的通道的实现:

  • FileChannel: 从文件中读写数据。
  • DatagramChannel:能通过UDP读写网络中的数据。
  • SocketChannel:能通过TCP读写网络中的数据。
  • ServerSocketChannel:可以监听新进来的TCP连接,像Web服务器那样。对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel。

2.2 基本的 Channel 示例

下面是一个使用FileChannel读取数据到Buffer中的示例:

public static void main(String[] args) throws Exception {
	RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("nio-data.txt", "rw");
	FileChannel inChannel = aFile.getChannel();

	ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

	int bytesRead = inChannel.read(buf);
	while (bytesRead != -1) {

	    System.out.println("Read " + bytesRead);
	    buf.flip();

	    while(buf.hasRemaining()){
	        System.out.print((char) buf.get());
	    }

	    buf.clear();
	    bytesRead = inChannel.read(buf);
	}
	aFile.close();
}
/*****结果打印文件中的内容*****/
Read 8
nio test

/*****当内容过多时*****/
Read 48
0123456789
0123456789
0123456789
0123456789
Read 10
0123456789

注意 buf.flip() 的调用,首先读取数据到Buffer,然后反转Buffer,接着再从Buffer中读取数据。下一节会深入讲解Buffer的更多细节。

你可能感兴趣的:(#,NIO)