NIO笔记

JAVA NIO，是区别于JAVA IO的NEW IO。和普通的IO存在一定的区别，先记下这么几个字吧：

走通道，用缓存，选择器，非阻塞

走通道

NIO有三大组成：Channel（通道）、Buffer（缓存）、Selector（选择器）
其中通道是指的实现java.nio.channels.Channel接口的对象，常见的对象有以下几种：

FileChannel(文件通道)
DatagramChannel(收发UDP包的通道)
SocketChannel(连接到TCP网络套接字的通道)
ServerSocketChannel(可以监听新进来的TCP连接的通道)

相比较于IO的时候，输入输出需要用InputStream，OutputStream两种，NIO的的通道只有一种，以FileChannel为例。
打开：

RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("xxx.txt", "rw");
FileChannel inChannel = aFile.getChannel();

读取：

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48); // nio的buffer
int bytesRead = inChannel.read(buf); // 初始化写入到buffer
while (bytesRead != -1) {
    buf.flip(); // 切换读写模式
    while(buf.hasRemaining()){
        System.out.print((char) buf.get()); // 读取buff的内容
    }
    buf.clear();  // buffer清空，使之可以再次写入
    bytesRead = inChannel.read(buf); // 写入到buffer
}

写入：

inChannel.write(buf);

可以看到，使用FileChannel不管是读取还是写入，都是使用了ByteBuffer作为中转，这个ByteBuffer，就是NIO中的缓存了。

用缓存

缓存类型：

缓存是实现了java.nio.Buffer抽象类接口的对象。
对于部分IO来说，其对象内部也存在缓存，但都是对象的成员变量，而NIO中的，缓存需要单独使用，走【数据】->【缓存】->【通道】->【对象】，或者【对象】->【通道】->【缓存】->【数据】的方式，进行数据的流通。
缓存有很多种，除了boolean以外，基本类型全部包括。个人感觉有的类似于ObjectInputStream中writeByte、writeInt等等的方法，把这些方法抽象为一个对象的感觉。

ByteBuffer
CharBuffer
DoubleBuffer
FloatBuffer
IntBuffer
LongBuffer
ShortBuffer

例子：

首先，可以看到，java.nio.Buffer的源码中的以下记得成员，这是buffer的关键：

private int position = 0;
private int limit;
private int capacity;

其中：

capacity:内存块，初始化时设置，限制缓存空间大小。
position：当前位置。写模式时初始为零，写一次移动一下。切换到读模式时，重置为0。position最大可为capacity – 1。
limit：写模式时，同capacity，一次写入大小。切换到读模式时， limit表示你最多能读到多少数据，此时，limit会被设置成写模式下的position值。

聚集和分散：

简单的说，buffer使用的时候，可以一个数组一起使用，这种使用方式类似水流，先填满一个，再填满另一个。
Scattering Reads(聚集)是指数据从一个channel读取到多个buffer中。

ByteBuffer header = ByteBuffer.allocate(128);
ByteBuffer body   = ByteBuffer.allocate(1024);
ByteBuffer[] bufferArray = { header, body };
channel.read(bufferArray);

read()方法按照buffer在数组中的顺序将从channel中读取的数据写入到buffer，当一个buffer被写满后，channel紧接着向另一个buffer中写。

Gathering Writes(分散)是指数据从多个buffer写入到同一个channel。

channel.write(bufferArray);

使用缓存：

初始化：使用allocate方法，设定capacity以初始化

ByteBuffer byteBuf = ByteBuffer.allocate(48);

写入缓存：直降使用缓存的put方法，或者使用通道的read方法进行写入

inChannel.read(buf); // 通道写入到buffer

buf.put(100); // put写入

模式切换：写入后，进行读取时，需要调用flip()方法，进行模式切换（实际是改变position位置）

buf.flip(); // 切换读写模式

重置：读取后想重新读取，使用rewind()方法。

buf.rewind();  // buffer重置，使之可以再次读取

清空：想要再次写入，或者清空写入内容时，使用clear()方法
buf.clear(); // buffer清空，使之可以再次写入

选择器

选择器即Selector，简单的说，就是用于管理多个Channel的对象，感觉有的类似于线程池，但Selector确实是单线程对象，通过注册->接收->处理的过程，对多个Channel进行管理。
其中将【选择器】同【通道】关联起来的线，即为选择键，SelectionKey。
总之先记着，选择器使用静态实例创建，使用注册通道返回选择键的方式进行关联。

Selector Selector=Selector.open()；  // 创建实例
channel.configureBlocking(false);  // 通道设置非阻塞，不然同Selector一起用会异常(FileChannel不能设非阻塞)
SelectionKey key= channel.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT); // 通道注册

SelectionKey.OP_ACCEPT标识，是Selector要监视通道的那些动作。当通道的动作处在就绪状态时，Selector监视到，然后可进行操作。

关于SelectionKey，既然是Channel和Selector的管理，那么进行操作的时候，也是对SelectionKey进行操作了。可以使用isAcceptable()，isConnectable()，isReadable()，isWritable()，来判断Channel的是否可以进行对应的操作。isValid判断是否有数据（缓存）。attach来进行绑定和解绑等等。
因此，一般Selector的使用方式是弄个循环，使用selector.selectedKeys()的方法渠道所有就绪，能操作的SelectionKey，如下：

while(true){ // 循环内
    Set selectedKeys = selector.selectedKeys();  // 取得可操作SelectionKey集合
    Iterator keyIterator = selectedKeys.iterator();
    while(keyIterator.hasNext()) {
        SelectionKey key = keyIterator.next();  // 取得SelectionKey，并判断不同的状态进行操作
        if(key.isAcceptable()) {
            ...
        } else if (key.isConnectable()) {
            ...
        } else if (key.isReadable()) {
            ...
        } else if (key.isWritable()) {
            ...
        }
        keyIterator.remove();
    }
}

非阻塞

由于是同步非阻塞的，所以其原理基本上就是在设置好之后，利用循环不断遍历Channel，判断其状态，有可操作的地方就处理，没有则继续判断而已。
其中，由于使用了缓存通道分离的方式，最大的优势在于当有可进行的操作的时候，实际上通道已经准备就绪，可以立即执行，省去了读取的时间。如下，其他方法时，以下read的时候，会阻塞花费较多时间。而NIO的时候，由于已经换成，会马上读取完毕，可执行下面的操作。

SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
int len = socketChannel.read(readBuffer);  //  **这里**

走通道

用缓存

缓存类型：

例子：

聚集和分散：

使用缓存：

选择器

非阻塞

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