Java NIO原理和使用

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-08-12 01:28 192阅读 0赞

Java　NIO非堵塞应用通常适用用在I/O读写等方面，我们知道，系统运行的性能瓶颈通常在I/O读写，包括对端口和文件的操作上，过去，在打开一个I/O通道后，read()将一直等待在端口一边读取字节内容，如果没有内容进来，read()也是傻傻的等，这会影响我们程序继续做其他事情，那么改进做法就是开设线程，让线程去等待，但是这样做也是相当耗费资源的。

Java NIO非堵塞技术实际是采取Reactor模式，或者说是Ob[server][]模式为我们监察I/O端口，如果有内容进来，会自动通知我们，这样，我们就不必开启多个线程死等，从外界看，实现了流畅的I/O读写，不堵塞了。

Java NIO出现不只是一个技术性能的提高，你会发现网络上到处在介绍它，因为它具有里程碑意义，从JDK1.4开始，Java开始提高性能相关的功能，从而使得Java在底层或者并行分布式计算等操作上已经可以和C或Perl等语言并驾齐驱。

如果你至今还是在怀疑Java的性能，说明你的思想和观念已经完全落伍了，Java一两年就应该用新的名词来定义。从JDK1.5开始又要提供关于线程、并发等新性能的支持，Java应用在游戏等适时领域方面的机会已经成熟，Java在稳定自己中间件地位后，开始蚕食传统C的领域。

本文主要简单介绍NIO的基本原理，在下一篇文章中，将结合Reactor模式和著名线程大师[Doug Lea][]的一篇文章深入讨论。

NIO主要原理和适用。

NIO 有一个主要的类Selector,这个类似一个观察者，只要我们把需要探知的socketchannel告诉Selector,我们接着做别的事情，当有事件发生时，他会通知我们，传回一组SelectionKey,我们读取这些Key,就会获得我们刚刚注册过的socketchannel,然后，我们从这个Channel中读取数据，放心，包准能够读到，接着我们可以处理这些数据。

Selector内部原理实际是在做一个对所注册的channel的轮询访问，不断的轮询(目前就这一个算法)，一旦轮询到一个channel有所注册的事情发生，比如数据来了，他就会站起来报告，交出一把钥匙，让我们通过这把钥匙来读取这个channel的内容。

了解了这个基本原理，我们结合代码看看使用，在使用上，也在分两个方向，一个是线程处理，一个是用非线程，后者比较简单，看下面代码：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> import java.io.*; import java.nio.*; import java.nio.channels.*; import java.nio.channels.spi.*; import java.net.*; import <a href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?rs=1&amp;u=http%3A%2F%2Fwww%2Ejdon%2Ecom%2Fconcurrent%2Fnio%25D4%25AD%25C0%25ED%25D3%25A6%25D3%25C3%2Ehtm&amp;p=baidu&amp;c=news&amp;n=10&amp;t=tpclicked3_hc&amp;q=banq_cpr&amp;k=java&amp;k0=java&amp;kdi0=8&amp;k1=%BF%CD%BB%A7%B6%CB&amp;kdi1=8&amp;k2=server&amp;kdi2=8&amp;k3=perl&amp;kdi3=8&amp;k4=%D6%F7%BB%FA&amp;kdi4=8&amp;sid=f5c5e2da16dcf3be&amp;ch=0&amp;tu=u1683405&amp;jk=c1654364f0f253f0&amp;cf=29&amp;fv=13&amp;stid=9&amp;urlid=0&amp;luki=1&amp;seller_id=1&amp;di=128" style="text-decoration:none" rel="nofollow">java</a>.util.*; /** * * @author Administrator * @version */ public class NBTest { 　　/** Creates new NBTest */ 　　public NBTest() 　　{ 　　} 　　public void startServer() throws Exception 　　{ 　　int channels = 0; 　　int nKeys = 0; 　　int currentSelector = 0; 　　//使用Selector 　　Selector selector = Selector.open(); 　　//建立Channel 并绑定到9000端口 　　ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open(); 　　InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(),9000); 　　ssc.socket().bind(address); 　　//使设定non-blocking的方式。 　　ssc.configureBlocking(false); 　　//向Selector注册Channel及我们有兴趣的事件 　　SelectionKey s = ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); 　　printKeyInfo(s); 　　while(true) //不断的轮询 　　{ 　　　　debug("NBTest: Starting select"); 　　　　//Selector通过select方法通知我们我们感兴趣的事件发生了。 　　　　nKeys = selector.select(); 　　　　//如果有我们注册的事情发生了，它的传回值就会大于0 　　　　if(nKeys &gt; 0) 　　　　{ 　　　　　　debug("NBTest: Number of keys after select operation: " +nKeys); 　　　　　　//Selector传回一组SelectionKeys 　　　　　　//我们从这些key中的channel()方法中取得我们刚刚注册的channel。 　　　　　　Set selectedKeys = selector.selectedKeys(); 　　　　　　Iterator i = selectedKeys.iterator(); 　　　　　　while(i.hasNext()) 　　　　　　{ 　　　　　　 　 s = (SelectionKey) i.next(); 　　　　　　 　 printKeyInfo(s); 　　　　　　 　 debug("NBTest: Nr Keys in selector: " +selector.keys().size()); 　　　　　　 　 //一个key被处理完成后，就都被从就绪关键字（ready keys）列表中除去 　　　　　　 　 i.remove(); 　　　　　　 　 if(s.isAcceptable()) 　　　　　　 　 { 　　　　　　 　 　 // 从channel()中取得我们刚刚注册的channel。 　　　　　　 　 　 Socket socket = ((ServerSocketChannel)s.channel()).accept().socket(); 　　　　　　 　 　 SocketChannel sc = socket.getChannel(); 　　　　　　 　 　 sc.configureBlocking(false); 　　　　　　 　 　 sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ |SelectionKey.OP_WRITE); 　　　　　　 　 　 　　　　　　 　 　 System.out.println(++channels); 　　　　　　 　 } 　　　　　　 　 else 　　　　　　 　 { 　　　　　　 　 　 debug("NBTest: Channel not acceptable"); 　　　　　　 　 } 　　　　　 } 　　　} 　　　else 　　　{ 　　　　　　debug("NBTest: Select finished without any keys."); 　　　} 　 } } private static void debug(String s) { 　 System.out.println(s); } private static void printKeyInfo(SelectionKey sk) { 　 String s = new String(); 　 s = "Att: " + (sk.attachment() == null ? "no" : "yes"); 　 s += ", Read: " + sk.isReadable(); 　 s += ", Acpt: " + sk.isAcceptable(); 　 s += ", Cnct: " + sk.isConnectable(); 　 s += ", Wrt: " + sk.isWritable(); 　 s += ", Valid: " + sk.isValid(); 　 s += ", Ops: " + sk.interestOps(); 　 debug(s); } /** * @param args the command line arguments */ public static void main (String args[]) { 　 NBTest nbTest = new NBTest(); 　 try 　 { 　 　 nbTest.startServer(); 　 } 　 　 catch(Exception e) 　 { 　 　 e.printStackTrace(); 　 } } } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

这是一个守候在端口9000的noblock [server][]例子，如果我们编制一个[客户端][Link 1]程序，就可以对它进行互动操作，或者使用telnet [主机][Link 2]名　90000 可以链接上。

通过仔细阅读这个例程，相信你已经大致了解NIO的原理和使用方法，下一篇，我们将使用多线程来处理这些数据，再搭建一个自己的Reactor模式。

[server]: http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?rs=1&u=http%3A%2F%2Fwww%2Ejdon%2Ecom%2Fconcurrent%2Fnio%25D4%25AD%25C0%25ED%25D3%25A6%25D3%25C3%2Ehtm&p=baidu&c=news&n=10&t=tpclicked3_hc&q=banq_cpr&k=server&k0=java&kdi0=8&k1=%BF%CD%BB%A7%B6%CB&kdi1=8&k2=server&kdi2=8&k3=perl&kdi3=8&k4=%D6%F7%BB%FA&kdi4=8&sid=f5c5e2da16dcf3be&ch=0&tu=u1683405&jk=c1654364f0f253f0&cf=29&fv=13&stid=9&urlid=0&luki=3&seller_id=1&di=128
[Doug Lea]: http://gee.cs.oswego.edu/dl/
[Link 1]: http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?rs=1&u=http%3A%2F%2Fwww%2Ejdon%2Ecom%2Fconcurrent%2Fnio%25D4%25AD%25C0%25ED%25D3%25A6%25D3%25C3%2Ehtm&p=baidu&c=news&n=10&t=tpclicked3_hc&q=banq_cpr&k=%BF%CD%BB%A7%B6%CB&k0=java&kdi0=8&k1=%BF%CD%BB%A7%B6%CB&kdi1=8&k2=server&kdi2=8&k3=perl&kdi3=8&k4=%D6%F7%BB%FA&kdi4=8&sid=f5c5e2da16dcf3be&ch=0&tu=u1683405&jk=c1654364f0f253f0&cf=29&fv=13&stid=9&urlid=0&luki=2&seller_id=1&di=128
[Link 2]: http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?rs=1&u=http%3A%2F%2Fwww%2Ejdon%2Ecom%2Fconcurrent%2Fnio%25D4%25AD%25C0%25ED%25D3%25A6%25D3%25C3%2Ehtm&p=baidu&c=news&n=10&t=tpclicked3_hc&q=banq_cpr&k=%D6%F7%BB%FA&k0=java&kdi0=8&k1=%BF%CD%BB%A7%B6%CB&kdi1=8&k2=server&kdi2=8&k3=perl&kdi3=8&k4=%D6%F7%BB%FA&kdi4=8&sid=f5c5e2da16dcf3be&ch=0&tu=u1683405&jk=c1654364f0f253f0&cf=29&fv=13&stid=9&urlid=0&luki=5&seller_id=1&di=128