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3 阻塞IO和NIO

3 阻塞IO和NIO

作者: 一枝妖孽 | 来源:发表于2018-06-10 21:20 被阅读0次

    一 阻塞IO
    1 java的I/O接口

    1)基于字节操作的I/O接口:InputStream和OutputStream
    2)基于字符操作的I/O接口:Writer和Reader
    3)基于磁盘操作的I/O接口:File
    4)基于网络操作的I/O接口:Socket
    前两组根据传输数据的数据格式,后两组根据传输数据的方式。I/O问题的核心就是将什么样的数据写到什么地方去的问题。

    2 阻塞式I/O的通信模型


    image.png

    每个线程都需要时间,加重CPU负担

    3 总结
    阻塞式IO【又称BIO】【缺点,或者为什么需要另外一种新的IO方式】
    1)BIO 数据在写入OutputStream或者从InputStream读取时都有可能会阻塞
    2)当前一些需要大量Http长连接的情况
    3)需要另外一种新的I/O操作方式

    二 NIO
    传统的IO又称BIO,即阻塞式IO,NIO就是非阻塞IO了。还有一种AIO就是异步IO,这里不加阐述了

    1 工作原理
    Java 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。 Java 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)。

    2 通信模型


    image.png

    有个专门的线程来处理所有的IO事件,事件来的时候触发,而非同步监视,通过wait和notify方式来完成事件贴换。


    image.png
    采用双向channel通道,而非传统单纯的流。处理线程会阻塞,直到selector监测到有感兴趣的事件到达。

    3 实例
    客户端
    1)获取一个Socket通道
    2)设置通道为非阻塞
    3)获得一个通道管理器
    4)客户端连接服务器,其实方法执行并没有实现连接,需要再listen()方法种调用channel.finishConnect();才能完成连接
    5)将通道管理器与该通道注册SelectionKey.OP_CONNECT事件
    6)采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件
    服务端
    1)获得一个ServerSocket通道
    2)设置通道为非阻塞
    3)将该通道对应的ServerSocket绑定到portji接口
    4)获得一个通道管理器
    5)将通道管理器和该通道绑定,并为该通道注册SelectionKey.OP_ACCEPT事件,注册该事件后,当该事件到达后,Selector.select()会返回,如果该事件没有叨叨selector.select()会一直阻塞。
    6)采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件

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