第一章—java NIO Scatter/Gather(3)

一、介绍

Java NIO支持scatter/gather，scatter/gather用于描述从Channel中读取或者写入到Channel的操作。
分散(scatter)从Channel中读取是指在读操作时将读取的数据写入多个buffer中。因此，Channel将从Channel中读取的数据“分散(scatter)”到多个Buffer中。
聚集(gather)写入Channel是指在写操作时将多个buffer的数据写入同一个Channel，因此，Channel 将多个Buffer中的数据“聚集(gather)”后发送到Channel。

scatter / gather经常用于需要将传输的数据分开处理的场合，例如传输一个由消息头和消息体组成的消息，你可能会将消息体和消息头分散到不同的buffer中，这样你可以方便的处理消息头和消息体。

1、scatter read

从一个channel读取到多个buffer中。如下图描述：

ByteBuffer header = ByteBuffer.allocate(128);
ByteBuffer body   = ByteBuffer.allocate(1024);
ByteBuffer[] bufferArray = { header, body };
channel.read(bufferArray);

buffer首先被插入到数组，然后再将数组作为channel.read() 的输入参数。read()方法按照buffer在数组中的顺序将从channel中读取的数据写入到buffer，当一个buffer被写满后，channel紧接着向另一个buffer中写。
Scattering Reads在移动下一个buffer前，必须填满当前的buffer，这也意味着它不适用于动态消息。换句话说，如果存在消息头和消息体，消息头必须完成填充（例如 128byte），Scattering Reads才能正常工作。

2、Gathering write

数据从多个buffer写入到同一个channel。如下图描述：

ByteBuffer header = ByteBuffer.allocate(128);
ByteBuffer body   = ByteBuffer.allocate(1024);
//write data into buffers
ByteBuffer[] bufferArray = { header, body };
channel.write(bufferArray);

buffers数组是write()方法的入参，write()方法会按照buffer在数组中的顺序，将数据写入到channel，注意只有position和limit之间的数据才会被写入。因此，如果一个buffer的容量为128byte，但是仅仅包含58byte的数据，那么这58byte的数据将被写入到channel中。因此与Scattering Reads相反，Gathering Writes能较好的处理动态消息。

示例:

public class ChannelServerTest1 {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        ServerSocket serverSocket = serverSocketChannel.socket();
        InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress(8899);
        serverSocket.bind(inetSocketAddress);
        //阻塞并获取socketChannel
        SocketChannel socketChannel =  serverSocketChannel.accept();

        ByteBuffer [] byteBuffers = new ByteBuffer[3];
        byteBuffers [0] = ByteBuffer.allocate(3);
        byteBuffers [1] = ByteBuffer.allocate(2);
        byteBuffers [2] = ByteBuffer.allocate(4);

        int length = 3+2+4;

        while (true) {
            int readLength = 0;
            // scattering read
            while (readLength<length) {
                readLength += socketChannel.read(byteBuffers);
                System.out.println("read length :" + readLength);
                for (ByteBuffer byteBuffer : byteBuffers) {
                    System.out.println("read position : "+byteBuffer.position()+", limit ： " + byteBuffer.limit());
                }
            }
            //翻转
            for(ByteBuffer b : byteBuffers) {
                b.flip();
            }
            //回写响应信息
            int writeLength = 0;
            while (writeLength < length) {
                writeLength += socketChannel.write(byteBuffers);
                System.out.println("write length :" + writeLength);
            }
            // 清空byteBuffer
            for(ByteBuffer b : byteBuffers) {
                b.clear();
            }
        }
    }
}