Java NIO总结.docx

NIO:与外围设备数据通信需要channel通道，如像外部输出数据，先将数据写入缓冲区通过通道输出。如果从外部读取数据，需要通过通道channel读取到缓冲区，然后从缓冲区数据获取处理。缓冲区内部细节1 初始化 2 第一次读取3个字节到缓冲区 3 第二次读取2个字节到缓冲区 4 调用Flip,将limit设置position，position设置为0 5 调用clear，将limit设置为capacity，position设置为0NIO核心观念：通道和缓冲区（channel和Buffer）1) 块操作2) 非阻塞IO复用机制采用select模型，注册感兴趣IO事件给操作系统后，一旦这些事件发生，内核会改变这些事件的状态，通过检查这些事件的状态，便可以查找到注册过的、准备就绪的I/O 事件，然后可以流畅地进行I/O操作。传统IO阻塞调用：流 I/O 是阻塞调用的。不论是read 方法还是write 方法都能阻塞(block)一个线程直到字节被真正地读取或者写入。这意味着如果流不能立即被读取或者写入字节(通常是因为网络连接繁忙)，Java 就会挂起这个调用的线程，处于等待的状态。常用Socket 的读写操作都是阻塞式的，就是说每次read/write 掉用，在数据被读入/写出前，调用线程都处于阻塞的状态.多线程耗费资源，特别是多线程间切换很耗费资源。NIO特征：l)面向块的I/O 操作2)非阻塞的I/O 操作3)字符集编码解码4)内存映射文件5)文件锁定，Reactor 模型：Reactor 模型采用分而治之的思想，将一个客户端连接的事件分成两类:I/O 事件和非I/O 事件。前者需要等待I/O 准备就绪，后者可以立即执行，因此分别进行处理。I/O 事件包括:Read(读取请求信息)、Send(发送响应信息)。非I/O 事件包括encode、compute、decode。异步连接池:首先，用户处理线程调用连接池对象的某个方法（比如sendRequest），把一个能够标识本次请求的Request 对象扔给连接池。之后用户处理线程可以去做别的事情，比如，向其他连接池发送请求。最后当用户线程处理完能做的业务逻辑后，就可以等待连接池返回结果了。(一) 读写IO:（按块缓冲区）package java.nio.io;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.MappedByteBuffer;import java.nio.channels.FileChannel;import java.util.Date;/* * Project: NIO * Title: CopyFile.java * Package * Description: JAVA NIO 读取写入文件方面优势 * author * date May 16, 2013 9:51:13 AM * version V1.0 */传统IO一直是性能瓶颈，因为每次按字节读取，耗费磁头寻址次数，磁头寻址时间是固定的，次数多耗费时间就长public class CopyFile public static void main(String args) throws Exception String infile = C:copy.sql; String outfile = C:copy.txt; / 获取源文件和目标文件的输入输出流 FileInputStream fin = new FileInputStream(infile); FileOutputStream fout = new FileOutputStream(outfile); / 获取输入输出通道 FileChannel fcin = fin.getChannel();/FileChannel对象是线程安全的 FileChannel fcout = fout.getChannel(); / 每个FileChannel都有一个叫file position的概念，该position值决定文件中哪一处的数据接下来被读或写。 / FileChannel position是从底层文件描述符获取的， 当字节被read( ) 或write( ) 方法传输时，文件position会自动更新。 / MappedByteBuffer类使得我们可以通过ByteBuffer API来访问数据文件 byteBuffer(fcin,fcout); /2 秒 mapByteBuffer(fcin,fcout);/1秒 / 创建缓冲区 public static void byteBuffer(FileChannel fcin,FileChannel fcout) throws IOException ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); / MappedByteBuffer mapBuffer = fcin.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0,fcin.size(); Date start = new Date(); while (true) / clear方法重设缓冲区，使它可以接受读入的数据 buffer.clear(); / 从输入通道中将数据读到缓冲区 int r = fcin.read(buffer); / read方法返回读取的字节数，可能为零，如果该通道已到达流的末尾，则返回-1 if (r = -1) break; / flip方法让缓冲区可以将新读入的数据写入另一个通道 buffer.flip(); / 将缓冲区内容写入输出通道 fcout.write(buffer); Date end = new Date(); System.out.println(150M byteBuffer spend:+(end.getTime()-start.getTime()/1000+ sec);/150M 4秒/ 创建映射缓冲区 ，把文件的内容被映像到计算机虚拟内存的一块区域，/ 这样就可以直接操作内存当中的数据而无需操作的时候每次都通过I/O去物理硬盘读取文件public static void mapByteBuffer(FileChannel fcin,FileChannel fcout) throws IOException MappedByteBuffer mapBuffer = fcin.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0,fcin.size();Date start = new Date();fcout.write(mapBuffer);/将映射缓冲区直接写入输出通道Date end = new Date();System.out.println(150M mapByteBuffer spend:+(end.getTime()-start.getTime()/1000+ sec);/150M 4秒(二) 异步IO：l 传统IO：服务端：public class SynchServerSocket private int port=8821; private ServerSocket serverSocket; private ExecutorService executorService;/线程池 private final int POOL_SIZE=10;/单个CPU线程池大小 public SynchServerSocket() throws IOException serverSocket = new ServerSocket(port); /Runtime的availableProcessor()方法返回当前系统的CPU数目. executorService=Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors()*POOL_SIZE); System.out.println(服务器启动); public void service() while(true) Socket socket=null; try /接收客户连接,只要客户进行了连接,就会触发accept();从而建立连接, /如果客户端未连接，服务端一直阻塞I/O等待连接,多线程从而耗费CPU及栈资源 socket=serverSocket.accept(); executorService.execute(new Handler(socket); catch(Exception e) e.printStackTrace(); public static void main(String args) throws IOException new SynchServerSocket().service();/服务启动一直等待连接 class Handler implements Runnable private Socket socket; public Handler(Socket socket) this.socket=socket; private PrintWriter getWriter(Socket socket) throws IOException /根据socket 获取输出流 OutputStream socketOut=socket.getOutputStream(); return new PrintWriter(socketOut,true); private BufferedReader getReader(Socket socket) throws IOException/根据socket 获取输入流 InputStream socketIn=socket.getInputStream(); return new BufferedReader(new InputStreamReader(socketIn); public String echo(String msg) return echo:+msg; public void run() try System.out.println(New connection accepted +socket.getInetAddress()+:+socket.getPort(); BufferedReader br=getReader(socket); PrintWriter pw=getWriter(socket); String msg=null; while(msg=br.readLine()!=null) System.out.println(msg); pw.println(echo(msg); if(msg.equals(bye) break; catch (IOException e) e.printStackTrace(); finally try if(socket!=null) socket.close(); catch (IOException e) e.printStackTrace(); 客户端：public class SynchClientSocket public static void main(String args) int numTasks = 10; ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i 0,才会有selectedKeys continue; /当有读或写等任何注册的事件发生 时，可以从Selector 中获得相应的SelectionKey，同时从SelectionKey /中可以找到发生的事件和该事件所发生的具体的SocketChannle继承自SelectableChannel，以获得客户端发送过来的数据。 Iterator it = selector.selectedKeys().iterator(); while (it.hasNext() SelectionKey key = (SelectionKey)it.next(); if (key.isAcceptable() /侦听端信号触发 ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel(); /接受一个新的连接 SocketChannel sc = server.accept(); sc.configureBlocking(false); /设置该socket的异步信号OP_READ:当socket可读时， /触发函数DealwithData(); sc.register(selector,SelectionKey.OP_READ); else if (key.isReadable() /某socket可读信号 DealwithData(key); it.remove(); / 删除处理过的选择键 it.remove(); catch(Exception e) public void DealwithData(SelectionKey key) throws IOException int count; /由key获取指定socketchannel的引用 SocketChannel sc = (SocketChannel)key.channel(); r_buff.clear(); /读取数据到r_buff while(count = sc.read(r_buff) 0); /确保r_buff可读 r_buff.flip(); /清空写缓存 w_buff.clear(); /将r_buff内容拷入w_buff w_buff.put(r_buff); w_buff.flip();/从写缓冲区向输出通道写之前调用flip EchoToClient(sc); w_buff.clear(); r_buff.clear(); public void EchoToClient(SocketChannel sc) throws IOException while(w_buff.hasRemaining() sc.write(w_buff); public static void main(String args) if(args.length 0) port = Integer.parseInt(args0); new AsynServer(); 客户端：public class AsynClient private SocketChannel sc; private final int MAX_LENGTH = 1024; private ByteBuffer r_buff = ByteBuffer.allocate(MAX_LENGTH); private ByteBuffer w_buff = ByteBuffer.allocate(MAX_LENGTH); private static String host ; private static int port = 8848; public AsynClient() try InetSocketAddress addr = new InetSocketAddress(host,port); /生成一个socketchannel sc = SocketChannel.open(); /连接到server sc.connect(addr); while(!sc.finishConnect() ; System.out.println(connection has been established!.); while(true) /回射消息 String echo; try System.err.println(Enter msg youd like to send: ); BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.i