打开NIO世界的大门

冷不防 2021-09-30 09:00 329阅读 0赞

## 一.概述 ##

### 　　1.NIO是什么？ ###

NIO，有人叫New IO，因为它是jdk1.4之后才加进来的。但是其实更加准确的定义是non-blocking IO，就是非阻塞IO。总所周知，传统的IO操作是阻塞的，效率不高，浪费cpu的性能。NIO的到来就解决了这个问题。

### 　　2.BIO，NIO，AIO？ ###

BIO：同步阻塞，其实就是BlockingIO，也就是传统的那些IO操作。同步是说，当服务器执行去磁盘执行read操作时，要自己去看有没有成功获取数据，然后如果没有数据返回就一直在等，边等边查数据是否准备好了，服务器（程序）是干不了其他事情的。一般以前的IO为了处理高并发，都是为每一个IO操作请求建立一个线程来干IO操作，好让服务器cpu可以干其他事情。

NIO：同步非阻塞，同步是说还是一样，程序要定时去读取磁盘，这里有选择器里面的轮询搞掂，然后非阻塞是说执行read操作时，不过有没有数据，都会马上返回，好让服务器(程序)可以干其他线程，这样服务器就不用创建很多线程去操作IO了。

AIO：异步非阻塞，AIO是发出IO请求后，由操作系统自己去获取IO权限并进行IO操作，成功了就通知程序，说数据搞好了，这个时候程序再调用回调函数处理数据，异步是指由操作系统通知程序，非阻塞是调用read方法没有数据也返回，程序继续往下执行。

## 二.NIO三大利器 ##

### 　　1.缓冲区 ###

#### 　　　　　　核心方法： ####

allocate：分配指定空间大小的缓冲区。

put和get：获取缓冲区的数据。

rewind：重置position位置，读写模式都行。

flip：写转读模式，原来写的位置position变为读的上限limit，position置0.

clear：limit变为capactity，position变为0，写模式。

**核心变量：**

capactity：最大容量，一般为常量。

limit：数据有效的上限。

mark：记录当前位置position。

position：当前位置。

####  　　　　　 缓冲分类： ####

直接缓冲：是指分配到物理内存的缓冲区，通过allocateDirect来分配

间接缓冲：分配在堆内的缓冲，其实就是数组啦，通过allocate分配

判别方法：isDirect（）；

### 　　2.通道 ###

1.作用：负责缓冲区的数据的传输，本身不包含数据，要和Buffer一起共用。

2.实现类：FileChannel，SocketChannel，ServerSocketChanel，DatapramChannel。

3.具体使用：通过getChannel获取一个Channel

本地IO：FileInputStream，FileOutputStream，RandomAccess

网络IO：Socket，ServerSocket，DatagramSocket

### 　　3.Selector选择器 ###

1.作用：一个多路复用选择器，通过轮询监听通道的信息，它是NIO实现非阻塞的关键。可以看一下NIO的HelloWord里面它的作用，代码如下：

//4.获取选择器
            Selector selector = Selector.open();
            //5.注册通道到选择器
            serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
            //6.轮询式获取选择器准备就绪的事件
            while(selector.select()>0){
                //7.获取选择器里面的事件的
                Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();
                while (iterator.hasNext()){
                    //8.获取选择器里面的事件
                    SelectionKey sk = iterator.next();
                    if (sk.isAcceptable()){
                        //9.接收客户端的socket
                        SocketChannel clientAcceptChannel = serverSocketChannel.accept();
                        //10.设置为非阻塞模式
                        clientAcceptChannel.configureBlocking(false);
                        //11.设置这个socketChannel为准备读状态,注册到选择器上面
                        clientAcceptChannel.register(selector,SelectionKey.OP_READ);
                    }else if(sk.isReadable()){
                        //12.获取当前选择器上面状态为可读的通道
                        SocketChannel socketReadChannel = (SocketChannel) sk.channel();
                        //13.开始往读取客户端那个通道的数据
                        ByteBuffer readClientBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                        int len = 0;
                        while((len=socketReadChannel.read(readClientBuffer))>0){
                            readClientBuffer.flip();
                            //14.输入客户端传的数据到控制台
                            System.out.println(new String(readClientBuffer.array(),0,len));
                            readClientBuffer.clear();
                        }
    
                    }
                    iterator.remove();
                }

## 四.NIO实战 ##

下面这个NIO实战小Demo是模拟一个简易的聊天室，有服务端程序Server，也有Client程序，客户端创建通道，缓冲区，从键盘输入获取数据传送给服务端。服务端则是一样，创建通道，绑定端口，注册通道到选择器，然后最重要是轮询，把注册到选择器里面的通道拿出来进行状态判断，进行相应的操作，具体代码看下面。

Server端

public class Server {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            Server server = new Server();
            server.receive();
        }
    
        public void receive() throws IOException {
            //1.创建通道
            ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
            //2.切换到非阻塞模式
            serverSocketChannel.configureBlocking(false);
            //3.绑定端口
            serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8089));
            //4.获取选择器
            Selector selector = Selector.open();
            //5.注册通道到选择器
            serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
            //6.轮询式获取选择器准备就绪的事件
            while(selector.select()>0){
                //7.获取选择器里面的事件的
                Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();
                while (iterator.hasNext()){
                    //8.获取选择器里面的事件
                    SelectionKey sk = iterator.next();
                    if (sk.isAcceptable()){
                        //9.接收客户端的socket
                        SocketChannel clientAcceptChannel = serverSocketChannel.accept();
                        //10.设置为非阻塞模式
                        clientAcceptChannel.configureBlocking(false);
                        //11.设置这个socketChannel为准备读状态,注册到选择器上面
                        clientAcceptChannel.register(selector,SelectionKey.OP_READ);
                    }else if(sk.isReadable()){
                        //12.获取当前选择器上面状态为可读的通道
                        SocketChannel socketReadChannel = (SocketChannel) sk.channel();
                        //13.开始往读取客户端那个通道的数据
                        ByteBuffer readClientBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                        int len = 0;
                        while((len=socketReadChannel.read(readClientBuffer))>0){
                            readClientBuffer.flip();
                            //14.输入客户端传的数据到控制台
                            System.out.println(new String(readClientBuffer.array(),0,len));
                            readClientBuffer.clear();
                        }
    
                    }
                    iterator.remove();
                }
    
            }
        }
    }

Client端

public class Client  {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            Client client = new Client();
            client.send();
        }
    
        private  void send() throws IOException{
            //1.获取SocketChannel通道
            SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1",8089));
            //2.切换到非阻塞模式
            socketChannel.configureBlocking(false);
            //3.创建缓冲区
            ByteBuffer clientBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
            //4.发送数据给服务端
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (scanner.hasNext()){
                String str = scanner.next();
                clientBuffer.put((new Date().toString()+"-----锐鑫-----"+"\n"+str).getBytes());
                clientBuffer.flip();
                socketChannel.write(clientBuffer);
                clientBuffer.clear();
            }
            socketChannel.close();
    
        }
    
    }

转载于:https://www.cnblogs.com/JimmyFanHome/p/9992270.html