此心光明，亦复何言
Java第11天
今天主要学了NIO
NIO
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。
Channel
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TCP（Server和Client）。
Buffer
NIO中的关键Buffer实现有：ByteBuffer, CharBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer, IntBuffer, LongBuffer, ShortBuffer，分别对应基本数据类型: byte, char, double, float, int, long, short。
Selector
Selector运行单线程处理多个Channel，如果你的应用打开了多个通道，但每个连接的流量都很低，使用Selector就会很方便。例如在一个聊天服务器中。要使用Selector, 得向Selector注册Channel，然后调用它的select()方法。这个方法会一直阻塞到某个注册的通道有事件就绪。一旦这个方法返回，线程就可以处理这些事件，事件的例子有如新的连接进来、数据接收等。
传统IO vs NIO
采用FileInputStream读取文件内容：
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<bytesRead;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();
}
}
}
案例是对应的NIO（这里通过RandomAccessFile进行操作，当然也可以通过FileInputStream.getChannel()进行操作）：
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();
}
}
}
Buffer的使用
使用Buffer一般遵循下面几个步骤：
- 分配空间（ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024) )
- 写入数据到Buffer(int bytesRead = fileChannel.read(buf);)
- 调用filp()方法（ buf.flip();）
- 从Buffer中读取数据（System.out.print((char)buf.get());）
- 调用clear()方法或者compact()方法
Buffer顾名思义：缓冲区，实际上是一个容器，一个连续数组。Channel提供从文件、网络读取数据的渠道，但是读写的数据都必须经过Buffer
向Buffer中写数据：
- 从Channel写到Buffer (fileChannel.read(buf))
- 通过Buffer的put()方法 （buf.put(…)）
从Buffer中读取数据：
- 从Buffer读取到Channel (channel.write(buf))
- 使用get()方法从Buffer中读取数据 （buf.get()）
可以把Buffer简单地理解为一组基本数据类型的元素列表，它通过几个变量来保存这个数据的当前位置状态：capacity, position, limit, mark：
| 索引 | 说明 |
|---|---|
| capacity | 缓冲区数组的总长度 |
| position | 下一个要操作的数据元素的位置 |
| limit | 缓冲区数组中不可操作的下一个元素的位置：limit<=capacity |
| mark | 用于记录当前position的前一个位置或者默认是-1 |
通过Selector选择通道
一旦向Selector注册了一或多个通道，就可以调用几个重载的select()方法。这些方法返回你所感兴趣的事件（如连接、接受、读或写）已经准备就绪的那些通道。换句话说，如果你对“读就绪”的通道感兴趣，select()方法会返回读事件已经就绪的那些通道。
下面是select()方法：
- int select()
- int select(long timeout)
- int selectNow()
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
select()方法返回的int值表示有多少通道已经就绪。亦即，自上次调用select()方法后有多少通道变成就绪状态。如果调用select()方法，因为有一个通道变成就绪状态，返回了1，若再次调用select()方法，如果另一个通道就绪了，它会再次返回1。如果对第一个就绪的channel没有做任何操作，现在就有两个就绪的通道，但在每次select()方法调用之间，只有一个通道就绪了。
拓展：
了解下这个前端开发框架：Bootstrap
了解下这个java开源框架——Netty
Netty 能做什么：https://www.zhihu.com/question/24322387
如果没有Netty？
远古：java.net + java.io
近代：java.nio
延伸阅读：
1 - Java NIO浅析
2 - Java NIO 系列教程
3 - 攻破JAVA NIO技术壁垒
世界上所有的追求都是因为热爱
一枚爱编码 爱生活 爱分享的IT信徒
—— hongXkeX
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