java nio中的select和channel是怎麼使用的？

什麼是NIO？線程在處理數據時，若是線程還處於將數據從channel讀到buffer的這段時間內，線程能夠去作別的事情，等數據都讀到buffer了，線程再回來處理讀到的數據

channel是什麼？

channel表明對實體的一個鏈接，實體包括文件、網絡socket等一些能進行I/O操做(讀、寫)的設備。類比流的概念。與流的區別在於

1. channel是可讀可寫的，可是一個流要麼寫要麼讀

2. chanel能夠異步的讀和寫

3. 數據老是從channel中讀到buffer,或者從buffer中寫到channel

流的讀取或寫通常是一次性的操做，數據在讀取過程當中不會有緩存，這也就意味着沒有辦法本身隨便移動到想要讀取的位置，要實現這個功能也就只能先緩存

java中的channel有哪些？

1. FileChannel:鏈接文件的channel,經過文件對象的getChannel方法便可獲取

FileChannel的write()方法不保證一次會寫到channel中的字節數；另外它不能被設置爲非阻塞,永遠只能設置成阻塞模式

2. DatagramChannel:處理UDP協議鏈接,經過DatagramChannel.open()而後再獲取socket執行綁定便可端口

3. SocketChannel:它是一個已經創建鏈接的TCP網絡socket,用來處理TCP協議鏈接，經過SocketChannel.open()再調用自身的connet便可創建

4. ServerSocketChannel:用來監聽TCP鏈接的創建，經過ServerSocketChannel.open()能夠創建，隨後就能夠綁定須要監聽的端口，並等待鏈接的到來，每一個已創建的鏈接都會返回一個SocketChannel

非阻塞模式下，等待鏈接到來的accept方法會立馬返回，注意判斷SocketChannel是否是null;另外可能有多個鏈接創建，因此監聽通常會放在一個while循環裏面

Buffer是什麼？

用來方便操做內存塊中數據的一個包裝類。它有3個屬性

1. capacity：表示Buffer能容納的數據量，滿了就不能再寫

2. position：讀或者寫開始的位置

3. limit：寫模式下表示能往buffer中寫的數據量，最大值是capacity;讀模式下表示能從buffer中獲取的數據量，以前buffer中寫了多少，就能讀多少

從寫模式轉換到讀模式須要用flip()完成，調用完成以後，limit會被設置成position當時的值，而positon會被設置成0;

讀取數據完畢轉換成寫須要調用clear或者compact方法，其中clear會置position爲0,limit爲capacity,compact則會把原有的數據拷貝到開始的位置，而後其後的位置設置爲position,limit則是capacity

mark和reset用法：在執行讀取的時候，先mark住當前的位置，執行讀取完成以後reset就回到原讀取數據以前的位置了

怎麼讀取數據到多個Buffer?

建立一個數組用來放要寫的數據，或者將要讀到的數據，再執行讀寫操做便可，可是這種方式不適合讀取變長消息

Buffer[] bArr = {head,body};
channel.read(bArr); //讀 ，若是head自己會放自身容量的數據而後再往body中塞
Buffer[] wArr={head,body}
channel.write(wArr);//寫
複製代碼

什麼是多路複用?

在網絡中，多路複用是指將多個模擬信號或者數字信號組合成一種信號的方法，以便可以在共享媒介上傳輸。它的目標是共享稀缺資源，好比歷史上多個固定電話信號都是經過一根電線來通話。

多路複用的信號經過通訊通道好比電纜來傳播，多路複用器將通訊通道的容量劃分紅幾個邏輯通道，每個通道對應要傳輸的信號或者數據流，接收方則經過解複用來提取對應的原始信號

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Selector是幹啥的？

用來監控多個channel的事件，好比channel的鏈接創建、數據到達等等。

Selector是SelectableChannel的多路複用器，針對不一樣的操做系統有不一樣的實現,好比PollSelectorImpl和EpollSelector,固然也能夠自定義實現。

使用SelectionKey來表示一個SelectableChannel用Selector註冊了，在Selector內部會維護三種selection key的集合

• key set表示使用了本Selector的註冊的channel,經過 keys()方法返回

• selected-key set表示對應channel有channel自身"感興趣"的事件發生的Selectionkey集合,經過 selectedKeys()返回

• cancelled-key set表示selector已經執行了cancel可是還還沒有完成解綁流程的channel,它是沒法直接獲取的

新建Selector的時候是這三個集合都是空的

實際上能夠只用一個線程來管理全部的channel

selector使用示例

//建立selector
Selector selector = Selector.open();
//使用Selector必須設置爲false,同時意味着FileChannel是不能用Selector
channel.configureBlocking(false);
// SelectionKey一共有4種值，分別表明4個事件：connect、accept、read、write
// 經過方法 interestOps 能夠獲得註冊時對channel感興趣的事件，具體獲取方式爲 interestSet & SelectionKey.OP_ACCEPT 獲得的結果便是否爲ACCEPT事件
//經過這種方式即實現了註冊，代表當前channel須要監聽的是 read 事件,若是對多個事件感興趣，那麼可使用 SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE 方式實現
//註冊方法還能夠添加另外一個參數，attach,用來附加更多的信息給channel,好比將Buffer給channel
SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
while(true) {
  //select（）對channel註冊的事件若是一個都沒有好，那麼阻塞住，返回值表示事件已經發生的chanel的個數;
  //selectNow（）則不阻塞，沒有準備好就返回0
  int readyChannels = selector.select();
  if(readyChannels == 0) continue;
  //用來獲取準備好的channel
  Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
  Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectedKeys.iterator();
  while(keyIterator.hasNext()) {
    SelectionKey key = keyIterator.next();
    if(key.isAcceptable()) {
      //SeverSocketChannel接受了一個新的鏈接
    } else if (key.isConnectable()) {
      //和遠程已經創建了鏈接
    } else if (key.isReadable()) {
      //channel可讀
    } else if (key.isWritable()) {
      //channel可寫
    }
    //必須手動執行
    keyIterator.remove();
  }
}
複製代碼

wakeup:若是channel當前恰好阻塞在select,會立馬返回

附

java NIO 參考