初識NIO
爲何要使用NIO
NIO(阻塞IO)，不論是磁盤IO仍是網絡IO，數據在寫入OutputStream或從InputStream讀取的時候均可能發生阻塞，當發生阻塞，線程會失去CPU的使用權，這個在當前訪問量大和有性能要求的狀況下是不被容許的。若果咱們採用一個客戶端對應一個線程的方式來解決這個問題，可是當須要大量的HTTP長鏈接的時候就會出現問題，好比淘寶的Web旺旺。爲了解決上面的問題，咱們來介紹NIO。
IO和NIO的區別
IO NIO java
面向流 面向緩衝 算法
阻塞IO 非阻塞IO 服務器
無 選擇器
網絡
NIO
初識NIO
首先引用iteye一個大神的回覆關於NIO的總結：併發
Channel 通道 Buffer 緩衝區 Selector是NIO的三個核心部分。 dom
選擇器其中Channel對應之前的流，Buffer不是什麼新東西，Selector是由於nio可使用異步的非堵塞模式才加入的東西。 之前的流老是堵塞的，一個線程只要對它進行操做，其它操做就會被堵塞，也就至關於水管沒有閥門，你伸手接水的時候，無論水到了沒有，你就都只能耗在接水（流）上。異步
nio的Channel的加入，至關於增長了水龍頭（有閥門），雖然一個時刻也只能接一個水管的水，但依賴輪換策略，在水量不大的時候，各個水管裏流出來的水，均可以獲得妥善接納，這個關鍵之處就是增長了一個接水工，也就Selector，他負責協調，也就是看哪根水管有水了的話，在當前水管的水接到必定程度的時候，就切換一下：臨時關上當前水龍頭，試着打開另外一個水龍頭（看看有沒有水）。socket
當其餘人須要用水的時候，不是直接去接水，而是事前提了一個水桶給接水工，這個水桶就是Buffer。也就是，其餘人雖然也可能要等，但不會在現場等，而是回家等，能夠作其它事去，水接滿了，接水工會通知他們。性能
其實也是很是接近當前社會分工細化的現實，也是統分利用現有資源達到併發效果的一種很經濟的手段，而不是動不動就來個串行處理，雖然那樣是最簡單的，但也是最浪費資源的方式。測試
NIO原理
NIO 有一個主要的類Selector,這個相似一個觀察者，只要咱們把須要探知的socketchannel告訴Selector,咱們接着作別的事情，當有事件發生時，他會通知咱們，傳回一組SelectionKey,咱們讀取這些Key,就會得到咱們剛剛註冊過的socketchannel,而後，咱們從這個Channel中讀取數據，放心，包準可以讀到，接着咱們能夠處理這些數據。 Selector內部原理實際是在作一個對所註冊的channel的輪詢訪問，不斷的輪詢(目前就這一個算法)，一旦輪詢到一個channel有所註冊的事情發生，好比數據來了，他就會站起來報告，交出一把鑰匙，讓咱們經過這把鑰匙來讀取這個channel的內容。
NIO例子
NIO例子1
RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("/Users/wjk/myproject/test/IO/src/main/resources/io.txt", "rw");
//獲取接水工
FileChannel channel = aFile.getChannel();
//設置水桶的大小
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(43);
//節水工用水桶接水
int bytesRead = channel.read(buffer);
if (bytesRead != -1) {
System.out.println("read: " + bytesRead);
//接水工準備倒出水桶裏的水(能夠倒出剛纔接的水)
buffer.flip();
//水桶是否還有水
while (buffer.hasRemaining()) {
System.out.println((char) buffer.get());
}
//倒掉剩餘的水
//compact(將剩餘的水留在水桶中)
buffer.clear();
bytesRead = channel.read(buffer);
}
aFile.close();
NIO例子2
/**
* 服務器端
**/
public class NIOServer {
//通道管理器
private Selector selector;
/**
* 得到一個ServerSocket通道，並對該通道作一些初始化的工做
*
* @param port 綁定的端口號
* @throws IOException
*/
public void initServer(int port) throws IOException {
// 得到一個ServerSocket通道
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
// 設置通道爲非阻塞
serverChannel.configureBlocking(false);
// 將該通道對應的ServerSocket綁定到port端口
serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
// 得到一個通道管理器
this.selector = Selector.open();
//將通道管理器和該通道綁定，併爲該通道註冊SelectionKey.OP_ACCEPT事件,註冊該事件後，
//當該事件到達時，selector.select()會返回，若是該事件沒到達selector.select()會一直阻塞。
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
}
/**
* 採用輪詢的方式監聽selector上是否有須要處理的事件，若是有，則進行處理
*
* @throws IOException
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public void listen() throws IOException {
System.out.println("服務端啓動成功！");
// 輪詢訪問selector
while (true) {
//當註冊的事件到達時，方法返回；不然,該方法會一直阻塞
selector.select();
// 得到selector中選中的項的迭代器，選中的項爲註冊的事件
Iterator ite = this.selector.selectedKeys().iterator();
while (ite.hasNext()) {
SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();
// 刪除已選的key,以防重複處理
ite.remove();
// 客戶端請求鏈接事件
if (key.isAcceptable()) {
ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key
.channel();
// 得到和客戶端鏈接的通道
SocketChannel channel = server.accept();
// 設置成非阻塞
channel.configureBlocking(false);
//在這裏能夠給客戶端發送信息哦
channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向客戶端發送了一條信息").getBytes()));
//在和客戶端鏈接成功以後，爲了能夠接收到客戶端的信息，須要給通道設置讀的權限。
channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);
// 得到了可讀的事件
} else if (key.isReadable()) {
read(key);
}
}
}
}
/**
* 處理讀取客戶端發來的信息 的事件
*
* @param key
* @throws IOException
*/
public void read(SelectionKey key) throws IOException {
// 服務器可讀取消息:獲得事件發生的Socket通道
SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
// 建立讀取的緩衝區
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
channel.read(buffer);
byte[] data = buffer.array();
String msg = new String(data).trim();
System.out.println("服務端收到信息：" + msg);
ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes());
channel.write(outBuffer);// 將消息回送給客戶端
}
/**
* 啓動服務端測試
*
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
NIOServer server = new NIOServer();
server.initServer(8001);
server.listen();
}
}
/**
* 客戶端
**/
public class NIOClient {
//通道管理器
private Selector selector;
/**
* 得到一個Socket通道，並對該通道作一些初始化的工做
* @param ip 鏈接的服務器的ip
* @param port 鏈接的服務器的端口號
* @throws IOException
*/
public void initClient(String ip,int port) throws IOException {
// 得到一個Socket通道
SocketChannel channel = SocketChannel.open();
// 設置通道爲非阻塞
channel.configureBlocking(false);
// 得到一個通道管理器
this.selector = Selector.open();
// 客戶端鏈接服務器,其實方法執行並無實現鏈接，須要在listen（）方法中調
//用channel.finishConnect();才能完成鏈接
channel.connect(new InetSocketAddress(ip,port));
//將通道管理器和該通道綁定，併爲該通道註冊SelectionKey.OP_CONNECT事件。
channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);
}
/**
* 採用輪詢的方式監聽selector上是否有須要處理的事件，若是有，則進行處理
* @throws IOException
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public void listen() throws IOException {
// 輪詢訪問selector
while (true) {
selector.select();
// 得到selector中選中的項的迭代器
Iterator ite = this.selector.selectedKeys().iterator();
while (ite.hasNext()) {
SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();
// 刪除已選的key,以防重複處理
ite.remove();
// 鏈接事件發生
if (key.isConnectable()) {
SocketChannel channel = (SocketChannel) key
.channel();
// 若是正在鏈接，則完成鏈接
if(channel.isConnectionPending()){
channel.finishConnect();
}
// 設置成非阻塞
channel.configureBlocking(false);
//在這裏能夠給服務端發送信息哦
channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向服務端發送了一條信息").getBytes()));
//在和服務端鏈接成功以後，爲了能夠接收到服務端的信息，須要給通道設置讀的權限。
channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);
// 得到了可讀的事件
} else if (key.isReadable()) {
read(key);
}
}
}
}
/**
* 處理讀取服務端發來的信息 的事件
* @param key
* @throws IOException
*/
public void read(SelectionKey key) throws IOException{
//和服務端的read方法同樣
}
/**
* 啓動客戶端測試
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
NIOClient client = new NIOClient();
client.initClient("localhost",8001);
client.listen();
}
}
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