Java标准库：对nio和管道的理解与实践

原创「爱情、让人受尽委屈。」 2024-11-07 00:12 43阅读 0赞

Java的NIO（New Input/Output）库是Java1.4版本引入的，它提供了一种新的I/O操作方式，与传统的IO（BIO）相比，NIO提供了非阻塞的IO操作，可以更高效地处理多个IO请求。NIO的核心组件包括缓冲区（Buffer）、通道（Channel）和选择器（Selector）。

### NIO的核心组件：

1. **缓冲区（Buffer）**：缓冲区是一个可以容纳数据的容器，用于在读写操作中存储数据。常见的缓冲区类型包括ByteBuffer、CharBuffer、IntBuffer等。

2. **通道（Channel）**：通道是对原IO系统中的流的模拟，可以通过它读写数据。常见的通道包括FileChannel、DatagramChannel、SocketChannel和ServerSocketChannel。

3. **选择器（Selector）**：选择器用于监听多个通道的事件（比如：连接打开、数据到达）。因此，单个线程可以管理多个通道，也就是管理多个网络连接。

###管道（Pipes）

Java NIO中的管道（Pipes）是一种特殊的通道，用于线程间通信。它包含两个通道：Pipe.SourceChannel和Pipe.SinkChannel。数据写入SinkChannel可以从SourceChannel读取。

###管道的使用：

1. **创建管道**：通过`Pipes.unconnected()`方法创建一个未连接的管道。

2. **连接管道**：通过调用`source().connect(sink)`方法将SourceChannel和SinkChannel连接起来。

3. **写入和读取数据**：写入SinkChannel的数据可以从SourceChannel读取。

### 实践示例：

下面是一个简单的示例，展示如何使用NIO管道进行线程间通信：

```javaimport java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.Pipe;

public class NIOPipeExample {
 public static void main(String[] args) {
 try {
// 创建管道 Pipe pipe = Pipe.open();
// 创建两个线程，一个用于写入，一个用于读取Thread writerThread = new Thread(new Writer(pipe.sink()));
Thread readerThread = new Thread(new Reader(pipe.source()));
//启动线程 writerThread.start();
 readerThread.start();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
 }
 }
 static class Writer implements Runnable {
 private final Pipe.SinkChannel sinkChannel; public Writer(Pipe.SinkChannel sinkChannel) {
 this.sinkChannel = sinkChannel;
 }
@Override public void run() {
 try {
 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap("Hello, NIO Pipe!".getBytes());
 sinkChannel.write(buffer);
 sinkChannel.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
 }
 }
 }
 static class Reader implements Runnable {
 private final Pipe.SourceChannel sourceChannel; public Reader(Pipe.SourceChannel sourceChannel) {
 this.sourceChannel = sourceChannel;
 }
@Override public void run() {
 try {
 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(24);
sourceChannel.read(buffer);
 buffer.flip();
 System.out.println(new String(buffer.array(),0, buffer.limit()));
sourceChannel.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
 }
 }
 }
}
```在这个示例中，我们创建了一个管道，并启动了两个线程：一个用于写入数据到管道的SinkChannel，另一个用于从管道的SourceChannel读取数据。这是一个简单的线程间通信的例子，展示了NIO管道的基本用法。