java nio技术_攻破JAVA NIO技术壁垒
現在使用NIO的場景越來越多，很多網上的技術框架或多或少的使用NIO技術，譬如Tomcat，Jetty。學習和掌握NIO技術已經不是一個JAVA攻城獅的加分技能，而是一個必備技能。再者，現在互聯網的面試中上點level的都會涉及一下NIO或者AIO的問題(AIO下次再講述，本篇主要講述NIO),掌握好NIO也能幫助你獲得一份較好的offer。 驅使博主寫這篇文章的關鍵是網上關于NIO的文章并不是很多，而且案例較少，針對這個特性，本文主要通過實際案例主要講述NIO的用法，每個案例都經過實際檢驗。博主通過自己的理解以及一些案例希望能給各位在學習NIO之時多一份參考。博主能力有限，文中有不足之處歡迎之處。
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概述
NIO主要有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(緩沖區), Selector。傳統IO基于字節流和字符流進行操作，而NIO基于Channel和Buffer(緩沖區)進行操作，數據總是從通道讀取到緩沖區中，或者從緩沖區寫入到通道中。Selector(選擇區)用于監聽多個通道的事件(比如：連接打開，數據到達)。因此，單個線程可以監聽多個數據通道。
NIO和傳統IO(一下簡稱IO)之間第一個最大的區別是，IO是面向流的，NIO是面向緩沖區的。 Java IO面向流意味著每次從流中讀一個或多個字節，直至讀取所有字節，它們沒有被緩存在任何地方。此外，它不能前后移動流中的數據。如果需要前后移動從流中讀取的數據，需要先將它緩存到一個緩沖區。NIO的緩沖導向方法略有不同。數據讀取到一個它稍后處理的緩沖區，需要時可在緩沖區中前后移動。這就增加了處理過程中的靈活性。但是，還需要檢查是否該緩沖區中包含所有您需要處理的數據。而且，需確保當更多的數據讀入緩沖區時，不要覆蓋緩沖區里尚未處理的數據。
IO的各種流是阻塞的。這意味著，當一個線程調用read() 或 write()時，該線程被阻塞，直到有一些數據被讀取，或數據完全寫入。該線程在此期間不能再干任何事情了。 NIO的非阻塞模式，使一個線程從某通道發送請求讀取數據，但是它僅能得到目前可用的數據，如果目前沒有數據可用時，就什么都不會獲取。而不是保持線程阻塞，所以直至數據變的可以讀取之前，該線程可以繼續做其他的事情。 非阻塞寫也是如此。一個線程請求寫入一些數據到某通道，但不需要等待它完全寫入，這個線程同時可以去做別的事情。 線程通常將非阻塞IO的空閑時間用于在其它通道上執行IO操作，所以一個單獨的線程現在可以管理多個輸入和輸出通道(channel)。
Channel
首先說一下Channel，國內大多翻譯成“通道”。Channel和IO中的Stream(流)是差不多一個等級的。只不過Stream是單向的，譬如：InputStream, OutputStream.而Channel是雙向的，既可以用來進行讀操作，又可以用來進行寫操作。
NIO中的Channel的主要實現有：
FileChannel
DatagramChannel
SocketChannel
ServerSocketChannel
這里看名字就可以猜出個所以然來：分別可以對應文件IO、UDP和TCP(Server和Client)。下面演示的案例基本上就是圍繞這4個類型的Channel進行陳述的。
Buffer
NIO中的關鍵Buffer實現有：ByteBuffer, CharBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer, IntBuffer, LongBuffer, ShortBuffer，分別對應基本數據類型: byte, char, double, float, int, long, short。當然NIO中還有MappedByteBuffer, HeapByteBuffer, DirectByteBuffer等這里先不進行陳述。
Selector
Selector運行單線程處理多個Channel，如果你的應用打開了多個通道，但每個連接的流量都很低，使用Selector就會很方便。例如在一個聊天服務器中。要使用Selector, 得向Selector注冊Channel，然后調用它的select()方法。這個方法會一直阻塞到某個注冊的通道有事件就緒。一旦這個方法返回，線程就可以處理這些事件，事件的例子有如新的連接進來、數據接收等。
FileChannel
看完上面的陳述，對于第一次接觸NIO的同學來說云里霧里，只說了一些概念，也沒記住什么，更別說怎么用了。這里開始通過傳統IO以及更改后的NIO來做對比，以更形象的突出NIO的用法，進而使你對NIO有一點點的了解。
傳統IO vs NIO
首先，案例1是采用FileInputStream讀取文件內容的：
public static void method2(){
InputStream in = null;
try{
in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("src/nomal_io.txt"));
byte [] buf = new byte[1024];
int bytesRead = in.read(buf);
while(bytesRead != -1)
{
for(int i=0;i
System.out.print((char)buf[i]);
bytesRead = in.read(buf);
}
}catch (IOException e)
{
e.printStackTrace();
}finally{
try{
if(in != null){
in.close();
}
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
輸出結果：(略)
案例是對應的NIO(這里通過RandomAccessFile進行操作，當然也可以通過FileInputStream.getChannel()進行操作)：
public static void method1(){
RandomAccessFile aFile = null;
try{
aFile = new RandomAccessFile("src/nio.txt","rw");
FileChannel fileChannel = aFile.getChannel();
ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
int bytesRead = fileChannel.read(buf);
System.out.println(bytesRead);
while(bytesRead != -1)
{
buf.flip();
while(buf.hasRemaining())
{
System.out.print((char)buf.get());
}
buf.compact();
bytesRead = fileChannel.read(buf);
}
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}finally{
try{
if(aFile != null){
aFile.close();
}
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
輸出結果：(略)
通過仔細對比案例1和案例2，應該能看出個大概，最起碼能發現NIO的實現方式比叫復雜。有了一個大概的印象可以進入下一步了。
Buffer的使用
從案例2中可以總結出使用Buffer一般遵循下面幾個步驟：
分配空間(ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024); 還有一種allocateDirector后面再陳述)
寫入數據到Buffer(int bytesRead = fileChannel.read(buf);)
調用filp()方法( buf.flip();)
從Buffer中讀取數據(System.out.print((char)buf.get());)
調用clear()方法或者compact()方法
Buffer顧名思義：緩沖區，實際上是一個容器，一個連續數組。Channel提供從文件、網絡讀取數據的渠道，但是讀寫的數據都必須經過Buffer。如下圖：
向Buffer中寫數據：
從Channel寫到Buffer (fileChannel.read(buf))
通過Buffer的put()方法 (buf.put(…))
從Buffer中讀取數據：
從Buffer讀取到Channel (channel.write(buf))
使用get()方法從Buffer中讀取數據 (buf.get())
可以把Buffer簡單地理解為一組基本數據類型的元素列表，它通過幾個變量來保存這個數據的當前位置狀態：capacity, position, limit, mark：
總結
以上是生活随笔為你收集整理的java nio技术_攻破JAVA NIO技术壁垒的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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