JAVA阻塞（IO）和非阻塞(NIO)

查看這篇文章，瞭解更多關於Java的阻塞和非阻塞替代建立套接字的信息。

套接字使用TCP / IP傳輸協議，是兩臺主機之間的最後一塊網絡通訊。 您一般沒必要處理它們，由於它們之上構建了協議，如HTTP或FTP; 可是，瞭解它們的工做方式很是重要。

TCP：它是一種可靠的數據傳輸協議，可確保發送的數據完整且正確，而且須要創建鏈接。Java提供了一種阻塞和非阻塞替代方法來建立套接字，而且根據您的要求，您能夠考慮使用其中一個。

Java IO

Java阻塞IO API包含在Java.net包下的JDK中，一般最簡單易用。

此API基於能夠讀取或寫入的字節流和字符流。 沒有可用於先後移動的索引，就像在數組中同樣，它只是一個連續的數據流。

每次客戶端請求鏈接到服務器時，它都會阻塞一個線程。 所以，若是咱們但願有許多同時鏈接，咱們必須建立足夠大的線程池。

1. 使用給定端口建立ServerSocket以進行偵聽。

2. 當調用accept（）並開始監聽客戶端鏈接時，服務器將阻塞。

3. 若是客戶端請求鏈接，則accept（）返回一個Socket。

4. 如今，咱們能夠從客戶端（InputStream）讀取並將數據發送回客戶端（OutputStream）。

若是咱們想容許多個鏈接，咱們必須建立一個線程池：

如您所見，此API有一些限制。 咱們將沒法接受比機器中可用線程更多的鏈接。 所以，若是您但願有許多鏈接，則須要一個替代方案。

Java NIO

Java.nio是用於套接字鏈接的非阻塞API，這意味着您對可用線程的數量並不緊密。 使用此庫，一個線程能夠同時處理多個鏈接。

Channel:：通道是輸入和輸出流的組合，所以它們容許您進行讀寫，而且它們使用緩衝區來執行這些操做。

Buffer：它是一塊內存，用於從通道讀取並寫入其中。 當你想從Buffer中讀取數據時，須要調用flip（），以便將pos設置爲0。

1. 在第1行，pos將等於寫入Buffer的字節數。

2. 在第3行，調用flip（）將位置設置爲0並限制先前寫入的字節數。

3. 在第5行，它一次從緩衝區讀取一個字節到極限。

4. 最後，在第7行，咱們清除緩衝區。

Selector：選擇器能夠註冊多個通道，並檢查哪些通道已準備好接受新鏈接。 與阻塞IO的accept（）方法相似，當調用select（）時，它將阻塞應用程序，直到Channel準備好進行操做。 因爲Selector能夠註冊多個通道，所以只須要一個線程來處理多個鏈接。

Selection Key：它包含特定通道的屬性（興趣集，就緒集，選擇器/通道和可選的附加對象）。 選擇鍵主要用於瞭解通道的當前興趣（isAcceptable（），isReadable（），isWritable（）），獲取通道並對該通道進行操做。

下面咱們將使用Echo Socket Channel服務器來展現NIO的工做原理。

 

1. 從第1行到第3行，建立了ServerSocketChannel，您必須明確地將其設置爲非阻塞模式。 套接字還配置爲監聽端口8080。

2. 在第5行和第6行，建立一個Selector，並在Selector上註冊ServerSocketChannel，其中SelectionKey指向ACCEPT操做。

3. 爲了使應用程序始終保持監聽，阻塞方法select（）位於無限while循環內，select（）將在選擇至少一個通道時返回，喚醒喚醒（）或線程被中斷。

4. 而後，在第10行，從選擇器返回一組鍵，咱們將遍歷它們以執行就緒通道。

1. 每次建立新鏈接時，isAcceptable（）都將爲true，而且新的Channel將註冊到Selector中。

2. 爲了跟蹤每一個通道的數據，將它放在一個Map中，其中套接字通道做爲鍵和ByteBuffers列表。

3. 而後，選擇器將指向READ操做。

 

1. 在讀取塊中，將檢索通道，並將傳入的數據寫入ByteBuffer。

2. 在第6行，咱們檢查鏈接是否已關閉。

3. 在第9行和第10行，緩衝區設置爲flip（）讀取模式並添加到Map。

4. 而後，調用interestOps（）以指向WRITE操做。

1. 再一次，檢索通道以便將保存在Map中的數據寫入其中。

2. 而後，咱們將Selector設置爲READ操做。

若是鏈接關閉，通道將從Map中刪除，咱們關閉通道。

Java IO Vs. NIO

IO和NIO之間的選擇取決於用例。 對於更少的鏈接和簡單的解決方案，IO可能更適合您。 然而，若是你想要可以同時處理數千個鏈接的更高效的東西，NIO多是更好的選擇，但請記住它會引入不少代碼複雜性。 可是，有一些框架，如Netty或Apache MINA，它們構建在NIO之上，並隱藏了編程的複雜性。

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