Java NIO 概述(一)

Java NIO(New IO)是用于Java(来自Java 1.4)的替代IO API,意味着替代标准 Java IOJava Networking API。Java NIO提供了与标准IO API不同的IO工作方式。

Java NIO:Channels和Buffers

在标准IO API中,您可以使用字节流和字符流。在NIO中,您使用通道和缓冲区。数据总是从通道读入缓冲区,或从缓冲区写入通道。

Java NIO:非阻塞IO(Non-blocking IO)

Java NIO使您可以执行非阻塞IO。例如,一个线程可以请求一个通道将数据读入缓冲区。当通道读取数据到缓冲区时,线程可以做其他事情。一旦数据被读入缓冲区,线程就可以继续处理它。将数据写入通道也是如此。

Java NIO:选择器(Selectors)

Java NIO包含“选择器”的概念。选择器是一个可以监视多个通道事件的对象(如:连接打开,数据到达等)。因此,一个线程可以监视多个通道的数据。

Java NIO由以下核心组件组成:

  • Channels(通道)
  • Buffers(缓冲区)
  • Selectors(选择)

Java NIO拥有比这些更多的类和组件,但在我看来ChannelBufferSelector构成了API的核心。其余的组件,像 PipeFileLock只是实用程序类与三个核心组件一起使用。因此,我将在本NIO概述中关注这三个组件。

频道和缓冲区

通常,NIO中的所有IO都从Channel开始。 Channel有点像小溪,从Channel数据可以读取到一个Buffer。数据也可以从Buffer写入到Channel中。这是一个例子:

Java NIO:频道和缓冲区

Java NIO:通道将数据读入缓冲区,缓冲区将数据写入通道

有几个 ChannelBuffer 类型。以下是Channel Java NIO中主要实现的列表:

  • FileChannel
  • DatagramChannel
  • SocketChannel
  • ServerSocketChannel

如您所见,这些通道涵盖UDP + TCP网络IO和文件IO。

这些类也有一些有趣的接口,但为了简单起见,我会将它们排除在Java NIO概述之外。在Java NIO教程的其他文章中,他们将在相关位置进行解释。

以下是BufferJava NIO 中的核心实现列表:

  • ByteBuffer(字节缓冲区)
  • CharBuffer(字符缓冲区)
  • DoubleBuffer
  • FloatBuffer
  • IntBuffer
  • LongBuffer
  • ShortBuffer

这些Buffer涵盖了您可以通过IO发送的基本数据类型:byte,short,int,long,float,double和characters。

Java NIO也有一个MappedByteBuffer类,它是与内存映射文件结合使用的。尽管如此,我仍然将这一点从此概述中排除。

Selectors(选择)

一个Selector允许单线程处理多个Channel。如果您的应用程序有多个连接(通道)打开,但每个连接只有低流量,这很适用。例如,在聊天服务器中。

下面是一个使用一个 Selector来处理3 的Channel的例子:

Java NIO:选择器

Java NIO:一个线程使用一个选择器来处理3个通道

要使用你注册在ChannelSelector,你可以直接调 select()方法。此方法将阻塞,直到有一个event准备好已注册的频道之一。一旦该方法返回,该线程就可以处理这些事件。event可理解为一些即将到来的connection,数据接收等。


Next:Java NIO Channel(二)

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