java IO模型之 NIO

目录

1.简介：

2.Buffer基本介绍：

3.通道(channel)基本介绍:

4.Selector（选择器）介绍：

1.简介：

NIO是指同步非阻塞，是对BIO(同步阻塞)的改进，它的代码在java.nio及其子包下。

NIO关键的三要素是：Buffer(缓冲区)、Channel(通道)、Selector(选择器)。

以常用的网络TCP通信为例（ServerSockerChannel与SockerChannel），客户端和服务端的线程都不会被阻塞：

1. 客户端(通过Buffer)：Client不直接通过通道进行通信，而是在client与通道之间加了Buffer缓冲区（IntBufer、ByteBuffer......，除了boolean类型，别的都提供了对应的buffer，便于根据需要选择对应的Buffer），由Buffer与通道进行数据交互，这样将client解放出来，只有当缓冲区数据准备好的时候（发送数据或者接收数据，准备好），client才会进行处理，如果数据没有准备好，则线程可以去做别的，而不是阻塞在这里。
2. 服务端（通过selector和Buffer）：服务端一个线程通过selector选择器，可以处理多个请求（channel）， 多个channel通过事件的方式将自己注册到一个selector，采用的是事件驱动的机制，selector监听多个通道的事件，哪个通道发生了某个事件，seletor会选择它，然后线程会去处理（还是通过Buffer与Channel进行通信），当然线程不会阻塞在某个channel上（非阻塞还是通过Buffer实现的）。如果所有通道都没有事件发生，那么线程则都不会去处理，线程会去做别的事情，而不是阻塞在这里等待某个通道发生事件。

 java NIO基本介绍， 一共7条：

NIO与BIO的比较：

2.Buffer基本介绍：

Buffer缓冲区（IntBufer、ByteBuffer......，除了boolean类型，别的都提供了对应的buffer，便于根据需要选择对应的Buffer），此外还有MappedByteBuffer（直接在内存中修改文件内容，修改可以自动映射到文件），Buffer数组等。

下面的例子讲述了怎样使用IntBuffer:  其中的关键点包括flip()操作和clean()操作，flip操作将Buffer数组的指针position的值赋值给limit，然后position变为0，这样就可以从0到limit读取Buffer数组中的数据了。

3.通道(channel)基本介绍:

 FileChannel的buffer和channel都是在客户端，并且Filechannel是从流中获取的。

关于Buffer和channel的注意事项

4.Selector（选择器）介绍：

 

5.NIO非阻塞编程整体流程分析：

下面给出尽量详细的描述（网络TCP通信）：

1. 新建一个ServerSocketChannel，为其设置监听端口，然后设置为非阻塞。新建一个Selector，将ServerSocketChannel注册到该Selector。
2. 调用selector的select(......)方法（例如select(1000), 停顿1秒钟），查看ServerSocketChannel有没有事件发生，如果没有事件发生（select(......)返回0），则继续select(......)，看看有没有事件发生，当然了，线程也可以去干别的，不会阻塞等待事件发生。
3. 如果如果有事件发生（select(......)返回值大于0），通过selector.selectedKeys()得到事件的集合Set，得到这个集合的迭代器Iterator，用迭代器遍历事件集合（SelectionKey key = keyIterator.next()），根据每个事件的类型（例如读，新的客户端连接）进行处理。
4. 如果是新的客户端连接(key.isAcceptable())，则得到一个新的SockerChannel（SocketChannel socketchannel = serverSockertChannel.accept()， 不会阻塞，因为这里根本不需要等待，直接就是一个新的客户端连接）,然后将得到的SocketChannel注册到Selector中（通过register(Selector, int ops, Buffer)方法，其中Selector是要注册到的selector，ops是要注册的操作，比如读、写、已连接、准备连接，如果客户端建立连接后，要发送数据，那么我们这里选择读事件SelectionKey.OP_READ），Buffer是缓冲区，channel必须要关联一个Buffer，在Selector中被以SelectionKey对象的集合的方式存储，一个SelectionKey对应一个SocketChannel。注册方法register(Selector, int ops)的返回值是一个SelectionKey；
5. 如果是读事件（客户端发送数据过来, (key.isReadable())），通过key反向获取到SocketChannel（key.isAcceptable()的时候，注册到了selector），得到注册的buffer，然后socketChannel.read(buffer)将数据读取到buffer中，这样就得到了客户端的数据（new String(buffer.array())）。
6. 新来多少个客户端请求，就生成和注册多少个SocketChannel。每次Selector通过select()方法（select()方法本身是阻塞的，但是其有多个重载方法，可以指定方法执行时间，可以遍历一次直接返回等）得到有多少个SocketChannel发生了事件。如果是已经注册的SocketChannel发生了事件（例如可读事件），会将发生事件的SelectionKey放到另外一个集合中，线程遍历这个发生事件的SelectionKey集合，进行处理，可以通过SelectionKey的channel()方法反向获取到SocketChannel，通过得到的SockerChannel，完成业务处理

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