java NIO基础
推荐资料： https://tech.meituan.com/2016/11/04/nio.html
Java I/O 分类
- 磁盘操作：File
- 字节操作：InputStream 和 OutputStream
- 字符操作： Writer 和 Reader
- 对象操作：Serializable
- 网络操作：Socket
- 新的输入/输出：NIO
NIO
（1）通道(Channel)
通道 Channel 是对原 I/O 包中的流的模拟，Channel 本身不能直接访问数据，Channel 只能与Buffer 进行交互。
通道与流的不同之处在于，流只能在一个方向上移动(一个流必须是 InputStream 或者 OutputStream 的子类)，而通道是双向的，可以用于读、写或者同时用于读写。
通道包括以下类型：
- FileChannel：从文件中读写数据；
- DatagramChannel：通过 UDP 读写网络中数据；
- SocketChannel：通过 TCP 读写网络中数据；
- ServerSocketChannel：可以监听新进来的 TCP 连接，对每一个新进来的连接都会创建一个 SocketChannel。
（2）缓冲区(Buffer)
发送给一个通道的所有数据都必须首先放到缓冲区中，同样地，从通道中读取的任何数据都要先读到缓冲区中。也就是说，不会直接对通道进行读写数据，而是要先经过缓冲区。
缓冲区实质上是一个数组，但它不仅仅是一个数组。缓冲区提供了对数据的结构化访问，而且还可以跟踪系统的读/写进程。
除了布尔类型，所有原始数据类型都有相应的 Buffer 实现
直接与非直接内存
-
非直接缓冲区：通过 allocate() 方法分配缓冲区，将缓冲区建立在 JVM 的内存中。适用于并发连接数少于1000，I/O操作较少
-
直接字节缓冲区：通过 allocateDirect() 方法分配直接缓冲区，将缓冲区建立在物理内存中。适用于数据量比较大，生命周期比较长
-
allocateDirect()方法返回的DirectByteBuffer就是与底层存储空间关联的缓冲区，它通过Native代码操作非JVM堆的内存空间，每次创建或者释放的时候都调用System.gc()。注意，使用DirectByteBuffer时可能会引起JVM内存泄漏的问题。
-
字节缓冲区是直接缓冲区还是非直接缓冲区通过调用其 isDirect() 方法确定。
（3）选择器（Selector）
NIO 是非阻塞模式的。当线程从某通道进行读写数据时，若没有数据可用时，该线程可以进行其他任务。
Selector 通过轮询的方式去监听多个通道 Channel 上的事件，从而让一个线程就可以处理多个事件。这样，一个单独的线程可以管理多个Channel，从而管理多个网络连接。
NIO使用实例
public class NIOTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建选择器
Selector selector = Selector.open();
//将通道注册到选择器上
ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
ssChannel.configureBlocking(false);
ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
ServerSocket serverSocket = ssChannel.socket();
InetSocketAddress address = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8888);
serverSocket.bind(address);
while (true) {
//一次 select()调用不能处理完所有的事件，并且服务器端有可能需要一直监听事件
//因此服务器端处理事件的代码一般会放在一个死循环内。
selector.select();
Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> keyIterator = keys.iterator();
while (keyIterator.hasNext()) {
SelectionKey key = keyIterator.next();
if (key.isAcceptable()) {
ServerSocketChannel ssChannel1 = (ServerSocketChannel) key.channel();
// 服务器会为每个新连接创建一个 SocketChannel
SocketChannel sChannel = ssChannel1.accept();
sChannel.configureBlocking(false);
// 这个新连接主要用于从客户端读取数据
sChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
} else if (key.isReadable()) {
SocketChannel sChannel = (SocketChannel) key.channel();
System.out.println(readDataFromSocketChannel(sChannel));
sChannel.close();
}
keyIterator.remove();
}
}
}
private static String readDataFromSocketChannel(SocketChannel sChannel) throws IOException {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
StringBuilder data = new StringBuilder();
while (true) {
buffer.clear();
int n = sChannel.read(buffer);
if (n == -1) {
break;
}
buffer.flip();
int limit = buffer.limit();
char[] dst = new char[limit];
for (int i = 0; i < limit; i++) {
dst[i] = (char) buffer.get(i);
}
data.append(dst);
buffer.clear();
}
return data.toString();
}
}
public class NIOClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
OutputStream out = socket.getOutputStream();
String s = "Hello world";
out.write(s.getBytes());
out.close();
}
}
