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NIO 主要有三大核心部分#xff1a;Channel(通道)#xff0c;Buffer(缓冲区), Selector。
传统 IO 基于字节流和字 符流进行操作#xff0c;而 NIO 基于 Channel 和 Buffer(缓冲区)进行操作#xff0c;数据总是从通道读取到缓冲区 中#xff0c;或者…JAVA IO 包 JAVA NIO
NIO 主要有三大核心部分Channel(通道)Buffer(缓冲区), Selector。
传统 IO 基于字节流和字 符流进行操作而 NIO 基于 Channel 和 Buffer(缓冲区)进行操作数据总是从通道读取到缓冲区 中或者从缓冲区写入到通道中。Selector(选择区)用于监听多个通道的事件比如连接打开 数据到达。因此单个线程可以监听多个数据通道。 NIO 和传统 IO 之间第一个最大的区别是IO 是面向流的NIO 是面向缓冲区的。
NIO 的缓冲区
Java IO 面向流意味着每次从流中读一个或多个字节直至读取所有字节它们没有被缓存在任何 地方。此外它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据需要先将它缓 存到一个缓冲区。NIO 的缓冲导向方法不同。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区需要时可在 缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。但是还需要检查是否该缓冲区中包含所 有您需要处理的数据。而且需确保当更多的数据读入缓冲区时不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。
NIO 的非阻塞
IO 的各种流是阻塞的。这意味着当一个线程调用 read() 或 write()时该线程被阻塞直到有 一些数据被读取或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情了。NIO 的非阻塞模式 使一个线程从某通道发送请求读取数据但是它仅能得到目前可用的数据如果目前没有数据可 用时就什么都不会获取。而不是保持线程阻塞所以直至数据变的可以读取之前该线程可以 继续做其他的事情。
非阻塞写也是如此。一个线程请求写入一些数据到某通道但不需要等待它 完全写入这个线程同时可以去做别的事情。线程通常将非阻塞 IO 的空闲时间用于在其它通道上 执行 IO 操作所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道channel。 Channel
首先说一下 Channel国内大多翻译成“通道”。Channel 和 IO 中的 Stream(流)是差不多一个 等级的。只不过 Stream 是单向的譬如InputStream, OutputStream而 Channel 是双向 的既可以用来进行读操作又可以用来进行写操作。
NIO 中的 Channel 的主要实现有 FileChannel DatagramChannel SocketChannel ServerSocketChannel
这里看名字就可以猜出个所以然来分别可以对应文件 IO、UDP 和 TCPServer 和 Client。下面演示的案例基本上就是围绕这 4 个类型的 Channel 进行陈述的。
Buffer
Buffer故名思意缓冲区实际上是一个容器是一个连续数组。Channel 提供从文件、 网络读取数据的渠道但是读取或写入的数据都必须经由 Buffer。 上面的图描述了从一个客户端向服务端发送数据然后服务端接收数据的过程。客户端发送数据时必须先将数据存入 Buffer 中然后将 Buffer 中的内容写入通道。服务端这边接收数据必 须通过 Channel 将数据读入到 Buffer 中然后再从 Buffer 中取出数据来处理。
在 NIO 中Buffer 是一个顶层父类它是一个抽象类常用的 Buffer 的子类有ByteBuffer、IntBuffer、 CharBuffer、 LongBuffer、 DoubleBuffer、FloatBuffer、 ShortBuffer
Selector
Selector 类是 NIO 的核心类Selector 能够检测多个注册的通道上是否有事件发生如果有事 件发生便获取事件然后针对每个事件进行相应的响应处理。这样一来只是用一个单线程就可 以管理多个通道也就是管理多个连接。这样使得只有在连接真正有读写事件发生时才会调用 函数来进行读写就大大地减少了系统开销并且不必为每个连接都创建一个线程不用去维护 多个线程并且避免了多线程之间的上下文切换导致的开销。
