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File metadata and controls

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Java Nio

参考资料 参考资料 参考资料

nio是非阻塞性的,面向缓冲区的。 nio的目的是为了提高速度，尤其是在文件IO与网络IO中。

nio中的几个核心概念

通道和缓存器(相当于煤层和运煤车)

  • Channels
  • Buffers
  • Selectors

channel，既可以将Buffer中的数据度渠道channel中，也可以将数据输出到buffer中。

Channel有下面几种类型。

  • FileChannel 文件
  • DatagramChannel udp
  • SocketChannel 通过tcp读取网络中的数据
  • ServerSocketChannel 监听新进来的tcp链接，像web服务器那样

Buffer的类型

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

Selector

Selector允许单线程处理多个Channel。得向Selector注册Channel，然后调用它的select方法。

Channel

  • 双向的，既可以写入数据，也可以读取数据
  • 可以进行异步读写
  • 总要先读到一个Buffer，或者总要从一个Buffer中写入

例子

        try {
            FileChannel fc = new RandomAccessFile("./1.txt","rw").getChannel();
            ByteBuffer bf = ByteBuffer.allocate(1024);
            //将输入读入buffer
            fc.read(bf);
            bf.flip();
            while (bf.hasRemaining()){
                System.err.println((char) bf.get());
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
  • flip的作用是翻转，意思就是，如果当前为写入状态，如果我们要读取数据，就需要调用他来翻转一下。
  • hasRemaining是判断是否有下一个byte

如果我们当前为read，我们还想进行以下read操作，那么我们需要调用下clear或者compact清除已经读过的数据，没读过的数据将会 被放置在头部方法为每个read做好准备。

我们可以通过transferTo 和 transferFrom方法来链接两个通道

Buffer

Buffer四个索引如下

  • mark 标记

  • position 位置

  • limit 界限

  • capacity 容量

  • limit和capacity位于末尾，position位于首位

  • 调用mark()方法将mark标记设置为position

  • 调用buffer的get方法将，mark标记往后移

  • put或者reset方法，将position设置为mark的值

写入数据

  • read 或 put方法

从buffer中读数据到channel

  • channel的write方法，buf的get方法。

rewind方法，将position设置为0

enquals

equals()

当满足下列条件时，表示两个Buffer相等：

有相同的类型（byte、char、int等）。
Buffer中剩余的byte、char等的个数相等。
Buffer中所有剩余的byte、char等都相同。

compareTo()方法

compareTo()方法比较两个Buffer的剩余元素(byte、char等)， 如果满足下列条件，则认为一个Buffer“小于”另一个Buffer：

第一个不相等的元素小于另一个Buffer中对应的元素 。
所有元素都相等，但第一个Buffer比另一个先耗尽(第一个Buffer的元素个数比另一个少)。
  • capacoty() 返回缓冲区容量
  • clear() 清空缓冲区，position设置0，limit设为容量
  • flip() limit设为position，position设置为0，
  • remaining() 返回limit-position
  • hasRemaining() 若有介于position和limit之间的

Scatter/Gather

Scatter,从一个Channel中读取的数据分散到n个缓冲区 Gather，将N个Buffer里的内容按照顺序发送到一个Channel里。

read(ByteBuffer[] dsts) write(ByteBuffer[] srcs)

通道之间的数据传输

transforFrom可以将数据从源通道传输到目标通道 tramstiForm 一样，只不过就是调用顺序不一样。

Selector

Selector（选择器）是Java NIO中能够检测一到多个NIO通道，并能够知晓通道是否为诸如读写事件做好准备的组件。 这样，一个单独的线程可以管理多个channel，从而管理多个网络连接。

单个线程管理多个通道

Selector的创建。 open方法。 向Selector注册通道

channel.configureBlocking(false); SelectionKey key = channel.register(selector, Selectionkey.OP_READ);

注意register()方法的第二个参数。这是一个“interest集合”，意思是在通过Selector监听Channel时对什么事件感兴趣。可以用|，多个 可以监听四种不同类型的事件：

  • Connect
  • Accept
  • Read
  • Write

Selector注册Channel时，register()方法会返回一个SelectionKey对象。这个对象包含了一些你感兴趣的属性：

interest集合
ready集合
Channel
Selector
附加的对象（可选）

interest集合是你所选择的感兴趣的事件集合. interest集合，像这样： nt interestSet = selectionKey.interestOps(); boolean isInterestedInAccept = (interestSet & SelectionKey.OP_ACCEPT) == SelectionKey.OP_ACCEPT； boolean isInterestedInConnect = interestSet & SelectionKey.OP_CONNECT; boolean isInterestedInRead = interestSet & SelectionKey.OP_READ; boolean isInterestedInWrite = interestSet & SelectionKey.OP_WRITE;

可以看到，用“位与”操作interest 集合和给定的SelectionKey常量，可以确定某个确定的事件是否在interest 集合中。

ready集合 ready 集合是通道已经准备就绪的操作的集合。 Channel + Selector Channel channel = selectionKey.channel(); Selector selector = selectionKey.selector();

附加的对象

可以将一个对象或者更多信息附着到SelectionKey上，这样就能方便的识别某个给定的通道。例如，可以附加 与通道一起使用的Buffer，或是包含聚集数据的某个对象。使用方法如下： 查看源代码 打印 帮助 electionKey.attach(theObject); Object attachedObj = selectionKey.attachment();

还可以在用register()方法向Selector注册Channel的时候附加对象。如： SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, theObject);

通过Selector选择通道 select()阻塞到至少有一个通道在你注册的事件上就绪了。

select(long timeout)和select()一样，除了最长会阻塞timeout毫秒(参数)。

selectNow()不会阻塞，不管什么通道就绪都立刻返回 （译者注：此方法执行非阻塞的选择操作。如果自从前一次选择操作后，没有通道变成可选择的，则此方法直接返回零。）。

SelectKeys，调用了select方法之后，返回已选择键集中的就绪通道。

wakeUp() 某个线程调用select()方法后阻塞了，即使没有通道已经就绪，也有办法让其从select()方法返回。 只要让其它线程在第一个线程调用select()方法的那个对象上调用Selector.wakeup()方法即可。阻塞在select()方法上的线程会立马返回。

close 关闭Selector，通道本身不会关闭

完整的实例。

FileChannel

file.getChannel() 获取channel

分配一个Buffer，ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(size).

将数据从channel中读到buffer channel.read(byte)

写入数据 channel.write

SocketChannel

参考资料

SocketChannelServer

DatagramChannel

实现UDP协议传输

  • 不需要connet建立链接
  • 通过send发送数据
  • 通过receive接受数据

Java IO 和 NIO

IO NIO 面向流 面向缓冲 阻塞IO 非阻塞IO 无 选择器