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Java NIO原理和使用

发布时间:2016-12-3 3:55:19 编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
本篇文章主要介绍了"Java NIO原理和使用",主要涉及到Java NIO原理和使用方面的内容,对于Java NIO原理和使用感兴趣的同学可以参考一下。

Java NIO(new IO JDK1.4后)非堵塞应用通常适用用在I/O读写等方面,我们知道,系统运行的性能瓶颈通常在I/O读写,包括对端口和文件的操作上,过去,在打开一个I/O通道后,read()将一直等待在端口一边读取字节内容,如果没有内容进来,read()也是傻傻的等,这会影响我们程序继续做其他事情,那么改进做法就是开设线程,让线程去等待,但是这样做也是相当耗费资源的。 Java NIO非堵塞技术实际是采取Reactor模式,或者说是Observer模式为我们监察I/O端口,如果有内容进来,会自动通知我们,这样,我们就不必开启多个线程死等,从外界看,实现了流畅的I/O读写,不堵塞了。 Java NIO出现不只是一个技术性能的提高,你会发现网络上到处在介绍它,因为它具有里程碑意义,从JDK1.4开始,Java开始提高性能相关的功能,从而使得Java在底层或者并行分布式计算等操作上已经可以和C或Perl等语言并驾齐驱。 如果你至今还是在怀疑Java的性能,说明你的思想和观念已经完全落伍了,Java一两年就应该用新的名词来定义。从JDK1.5开始又要提供关于线程、并发等新性能的支持,Java应用在游戏等适时领域方面的机会已经成熟,Java在稳定自己中间件地位后,开始蚕食传统C的领域。 本文主要简单介绍NIO的基本原理,在下一篇文章中,将结合Reactor模式和著名线程大师Doug Lea的一篇文章深入讨论。 Channel是一个对象,可以通过它读取和写入数据。拿 NIO 与原来的 I/O 做个比较,通道就像是流,而且他们面向缓冲区的。 正如前面提到的,所有数据都通过 Buffer 对象来处理。您永远不会将字节直接写入通道中,相反,您是将数据写入包含一个或者多个字节的缓冲区。同样,您不会直接从通道中读取字节,而是将数据从通道读入缓冲区,再从缓冲区获取这个字节。 通道与流的不同之处在于通道是双向的。而流只是在一个方向上移动(一个流必须是 InputStream 或者 OutputStream 的子类), 而 通道 可以用于读、写或者同时用于读写。 因为它们是双向的,所以通道可以比流更好地反映底层操作系统的真实情况。特别是在 UNIX 模型中,底层操作系统通道是双向的。 NIO主要原理和适用。 NIO 有一个主要的类Selector,这个类似一个观察者,只要我们把需要探知的socketchannel告诉Selector,我们接着做别的事情,当有事件发生时,他会通知我们,传回一组SelectionKey,我们读取这些Key,就会获得我们刚刚注册过的socketchannel,然后,我们从这个Channel中读取数据,放心,包准能够读到,接着我们可以处理这些数据。 Selector内部原理实际是在做一个对所注册的channel的轮询访问,不断的轮询(目前就这一个算法),一旦轮询到一个channel有所注册的事情发生,比如数据来了,他就会站起来报告,交出一把钥匙,让我们通过这把钥匙来读取这个channel的内容。 了解了这个基本原理,我们结合代码看看使用,在使用上,也在分两个方向,一个是线程处理,一个是用非线程,后者比较简单,看下面代码: import java.io.*; import java.nio.*; import java.nio.channels.*; import java.nio.channels.spi.*; import java.net.*; import java.util.*; - public class NBTest {      public NBTest()   {   }   public void startServer() throws Exception   {   int channels = 0;   int nKeys = 0;   int currentSelector = 0;   //使用Selector   Selector selector = Selector.open();   //建立Channel 并绑定到9000端口   ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();   InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(),9000);   ssc.socket().bind(address);   //使设定non-blocking的方式。   ssc.configureBlocking(false);   //向Selector注册Channel及我们有兴趣的事件   SelectionKey s = ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);   printKeyInfo(s);   while(true) //不断的轮询   {     debug("NBTest: Starting select");     //Selector通过select方法通知我们我们感兴趣的事件发生了。     nKeys = selector.select();     //如果有我们注册的事情发生了,它的传回值就会大于0     if(nKeys > 0)     {       debug("NBTest: Number of keys after select operation: " +nKeys);       //Selector传回一组SelectionKeys       //我们从这些key中的channel()方法中取得我们刚刚注册的channel。       Set selectedKeys = selector.selectedKeys();       Iterator i = selectedKeys.iterator();       while(i.hasNext())       {          s = (SelectionKey) i.next();          printKeyInfo(s);          debug("NBTest: Nr Keys in selector: " +selector.keys().size());          //一个key被处理完成后,就都被从就绪关键字(ready keys)列表中除去          i.remove();          if(s.isAcceptable())          {            // 从channel()中取得我们刚刚注册的channel。            Socket socket = ((ServerSocketChannel)s.channel()).accept().socket();            SocketChannel sc = socket.getChannel();            sc.configureBlocking(false);            sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ |SelectionKey.OP_WRITE);                       System.out.println(++channels);          }          else          {            debug("NBTest: Channel not acceptable");          }       }    }    else    {       debug("NBTest: Select finished without any keys.");    }   } } private static void debug(String s) {   System.out.println(s); } private static void printKeyInfo(SelectionKey sk) {   String s = new String();   s = "Att: " + (sk.attachment() == null ? "no" : "yes");   s += ", Read: " + sk.isReadable();   s += ", Acpt: " + sk.isAcceptable();   s += ", Cnct: " + sk.isConnectable();   s += ", Wrt: " + sk.isWritable();   s += ", Valid: " + sk.isValid();   s += ", Ops: " + sk.interestOps();   debug(s); } public static void main (String args[]) {   NBTest nbTest = new NBTest();   try   {     nbTest.startServer();   }     catch(Exception e)   {     e.printStackTrace();   } } } 这是一个守候在端口9000的noblock server例子,如果我们编制一个客户端程序,就可以对它进行互动操作,或者使用telnet 主机名 90000 可以链接上。 通过仔细阅读这个例程,相信你已经大致了解NIO的原理和使用方法,下一篇,我们将使用多线程来处理这些数据,再搭建一个自己的Reactor模式。  

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