NIO摘录

NIO，一种基于通道和缓冲区的I/O方式，可以使用native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在java

堆的DirectBteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作，避免了再java堆和native堆中来回复制数据。

 

NIO是一种同步非阻塞的IO模型。同步是指线程不断轮询IO事件是否就绪，非阻塞指线程在等待IO的时候，可以

同时做其他任务。同步的核心是Selector，Selector代替了线程本身轮询IO事件，避免了阻塞同时减少了不必要的

线程消耗；非阻塞的核心就是通道和缓冲区，当IO事件就绪时，可以通过写道缓冲区，保证IO的成功，而无需线程

阻塞式地等待。

 

Buffer

为什么NIO是基于缓冲区的IO方式，因为当一个连接建立完成后，IO数据未必会马上到达，为了当数据达到时能够正确

完成IO操作，在BIO(阻塞IO)中，等待IO的线程必须被阻塞，以全天候地进行IO操作。为了解决这种IO方式的低效问题，

引入了缓冲区的概念，当数据达到时，可以预先被写入缓冲区，再由缓冲区交给线程，因此线程无需阻塞等待IO

 

通道

当执行：SocketChannel.write(Buffer)，将一个buffer写到一个通道中。通道来说相对比较抽象。通道是I/O传输发生时通过的入口

而缓冲区是这些数据传输的来源或目标。对于离开缓冲区的传输，你想传递出去的数据被置于一个缓冲区，被传送到通道。对于

传回缓冲区的传输，一个通道将数据放置于你所提供的缓冲区中。

 

例如有个服务器通道ServerSocketChannel serverChannel，一个客户端通道SocketChannel clientChannel；服务器缓存区

serverBuffer,客户端缓冲区clientBuffer。当服务器想向客户端发送数据时，需要调用clientChannel.write(serverBuffer)。当

客户端要读时，调用clientChannel.read(clientBuffer)；当客户端向服务器发送数据时，需要调用serverChannel.write(clientBuffer)

当服务器要读时，调用serverChannel.read(serverBuffer)； 可以理解为在NIO中，如果想将data发送到目标端，则需要将存储该

data的buffer，写入到目标端channel中，然后再从channel中读取数据到目标端的buffer中。

 

Selector

通道和缓冲区的机制，使得现场无需阻塞等待IO事件的就绪，但总的要有人来监管这些IO事件。 这就由selector来完成。selector允许

单个现场处理多个channel，如果你的应用打开了多个连接(通道)，但每个连接的流量都很低，使用selector就比较方便

 

要使用selector，的向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，这就是轮询。

一旦这个方法返回，线程就可以处理这些事件。

 

selector中注册的感兴趣事件有: OP_ACCEPT  OP_CONNECT  OP_READ  OP_WRITE

 

简单基于NIO方式实现server/client示例

package com.exe.learn.demo.nio;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;

public class ServerNio {

    private Selector selector;
    
    public void initServer(int port) throws IOException {
        ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
        //设置非阻塞模式
        serverChannel.configureBlocking(false);
        serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
        this.selector = Selector.open();
        //将selector注册到服务端
        serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    }
    
    public void listen() throws IOException {
        System.out.println("服务端启动》》》》》");
        while(true) {
            selector.select();
            Iterator<SelectionKey> ite = this.selector.selectedKeys().iterator();
            while(ite.hasNext()) {
                SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next();
                ite.remove();
                if(key.isAcceptable()) {
                    ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
                    SocketChannel socketChannel = server.accept();
                    socketChannel.configureBlocking(false);
                    socketChannel.write(ByteBuffer.wrap(new String("来自服务端的信息").getBytes()));
                    socketChannel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ);
                }else if(key.isReadable()){
                    readFromClient(key);
                }
            }
        }
    }

    private void readFromClient(SelectionKey key) throws IOException {
        SocketChannel server = (SocketChannel) key.channel();
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
        server.read(buffer);
        byte[] data = buffer.array();
        String msg = new String(data).trim();
        System.out.println("来自客户端的信息" + msg);
        server.write(ByteBuffer.wrap(new String(msg).getBytes()));
    }
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerNio server = new ServerNio();
        server.initServer(1024);
        server.listen();
    }
}

package com.exe.learn.demo.nio;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;

public class ClientNio {

    private Selector selector;

    public void initClient(String ip, int port) throws IOException {
        SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
        socketChannel.configureBlocking(false);
        this.selector = Selector.open();
        //连接server端
        socketChannel.connect(new InetSocketAddress(ip, port));
        socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);
    }
    
    public void listen() throws IOException {
        System.out.println("客户端启动》》》》》》");
        while(true) {
            selector.select();
            Iterator<SelectionKey> ite = this.selector.selectedKeys().iterator();
            while(ite.hasNext()) {
                SelectionKey key = ite.next();
                ite.remove();
                if(key.isConnectable()) {
                    SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
                    if(socketChannel.isConnectionPending()) {
                        socketChannel.finishConnect();
                    }
                    socketChannel.configureBlocking(false);
                    socketChannel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向服务器发送信息了".getBytes(), "UTF-8").getBytes()));
                    socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                }else if(key.isReadable()) {
                    readFromServer(key);
                }
            }
        }
    }

    private void readFromServer(SelectionKey key) throws IOException {
        SocketChannel server = (SocketChannel) key.channel();
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10);
        server.read(buffer);
        byte[] data = buffer.array();
        String msg = new String(data).trim();
        System.out.println("来自服务端的信息" + msg);
        server.write(ByteBuffer.wrap(new String(msg).getBytes()));
    }
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ClientNio client = new ClientNio();
        client.initClient("127.0.0.1", 1024);
        client.listen();
    }
}