java NIO原理

NIO中的重要概念 通道、緩衝區、選擇器

• 通道：相似於流，
  • 可是能夠異步讀寫數據（流只能同步讀寫），
  • 通道是雙向的，（流是單向的），
• 通道的數據老是要先讀到一個buffer 或者 從一個buffer寫入，
  • 即通道與buffer進行數據交互。

通道類型：　　

• FileChannel：從文件中讀寫數據。　　
  • FileChannel比較特殊，
  • 它能夠與通道進行數據交互，
  • 不能切換到非阻塞模式，
• DatagramChannel：能經過UDP讀寫網絡中的數據。　　
• SocketChannel：能經過TCP讀寫網絡中的數據。　　
  • 套接字通道（SocketChannel）能夠切換到非阻塞模式；
• ServerSocketChannel：能夠監聽新進來的TCP鏈接，像Web服務器那樣。
  • 對每個新進來的鏈接都會建立一個SocketChannel。

緩衝區 - 本質上是一塊能夠存儲數據的內存，被封裝成了buffer對象而已！

緩衝區類型：

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

　經常使用方法：

• • allocate() - 分配一塊緩衝區　　
  • put() -  向緩衝區寫數據
  • get() - 向緩衝區讀數據　　
  • flip() - 將緩衝區從寫模式切換到讀模式，limit 指向有效數據末尾
  • rewind() - 將緩衝區從寫模式切換到讀模式，limit 指向capacity　
  • clear() - 從讀模式切換到寫模式，不會清空數據，
    • 但後續寫數據會覆蓋原來的數據，
    • 即便有部分數據沒有讀，也會被遺忘；　　
  • compact() - 從讀數據切換到寫模式，數據不會被清空，
    • 會將全部未讀的數據copy到緩衝區頭部，
    • 後續寫數據不會覆蓋，而是在這些數據以後寫數據
  • mark() - 對position作出標記，配合reset使用
  • reset() - 將position置爲標記值　　

緩衝區的一些屬性：

• capacity - 緩衝區大小（容量），
  • 不管是讀模式仍是寫模式，此屬性值不會變；
• position - 寫數據時，position表示當前寫的位置，
  • 每寫一個數據，會向下移動一個數據單元，
  • 初始爲0；最大爲capacity - 1
  • 切換到讀模式時，position會被置爲0，表示當前讀的位置
• limit - 寫模式下，limit 至關於capacity 表示最多能夠寫多少數據，
  • 切換到讀模式時，limit 等於原先的position，表示最多能夠讀多少數據。

選擇器：至關於一個觀察者，

• 用來監聽通道感興趣的事件，
• 一個選擇器能夠綁定多個通道；

通道向選擇器註冊時，須要指定感興趣的事件，選擇器支持如下事件：

• SelectionKey.OP_READ表示關注讀數據就緒事件 
• SelectionKey.OP_WRITE表示關注寫數據就緒事件 
• SelectionKey.OP_CONNECT表示關注socket channel的鏈接完成事件 
• SelectionKey.OP_ACCEPT表示關注server-socket channel的accept事件 

若是你對不止一種事件感興趣，

• 那麼能夠用「位或」操做符將常量鏈接起來，以下：
  • int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE; 

通道向選擇器註冊時，會返回一個 SelectionKey對象，具備以下屬性

• interest集合
• ready集合　　
• Channel　　
• Selector
• 附加的對象（可選）　

用「位與」操做interest 集合和給定的SelectionKey常量，

• 能夠肯定某個肯定的事件是否在interest 集合中。

  • int interestSet = selectionKey.interestOps();  
     
    boolean isInterestedInAccept  = interestSet & SelectionKey.OP_ACCEPT;
    boolean isInterestedInConnect = interestSet & SelectionKey.OP_CONNECT;  
    boolean isInterestedInRead    = interestSet & SelectionKey.OP_READ;  
    boolean isInterestedInWrite   = interestSet & SelectionKey.OP_WRITE;

     

• ready 集合是通道已經準備就緒的操做的集合。
  • 在一次選擇(Selection)以後，你會首先訪問這個ready set。
  • 能夠這樣訪問ready集合： 
    • int readySet = selectionKey.readyOps();
• 四個方法獲取已就緒事件，返回值爲boolean：

  • selectionKey.isAcceptable();  
    selectionKey.isConnectable();  
    selectionKey.isReadable();  
    selectionKey.isWritable();

• 能夠將一個對象或者更多信息附着到SelectionKey上，
  • 即記錄在附加對象上，方法以下：

    • selectionKey.attach(theObject);  
      Object attachedObj = selectionKey.attachment();

能夠經過選擇器的select方法獲取是否有就緒的通道；

• int select()　　
• int select(long timeout)　　
• int selectNow()