一 概述
NIO即Non-Blocking(非阻塞式IO),与BIO不同的是NIO使用Channel代替Stream,使用Selector监控多条Channel,同时可以在一个线程里处理多个Channel I/O。
二 NIO中的Channel
其中的Channel是双向的,即可读可写,相比于Stream而言,它不仅仅区分输入输出流,而且Channel可以完成非阻塞式的读写,也可以完成阻塞式读写。
谈到Channel的读写就离不开Buffer,Buffer实际上是内存上一块用来读写的区域,Channel之间的数据交换,都需要以来Buffer。
常见的重要Channel
- FileChannel用于文件的传输。
- ServerSocketChannel和SocketChannel则是用于网络编程的传输。
三 NIO中的Selector
根据上述可知,NIO利用Channel进行读写操作,在Channel起作用的时候,Channel需要在Selector上进行注册,注册的同时Channel都有属于自己的监听状态。
Channel所对应的状态如下
- CONNECT:socketChannel已经与服务器建立连接的状态
- ACCEPT:serverSocketChannel已经与客户端建立连接的状态
- READ:可读状态
- WRITE:可写状态
Channel在Selector上注册完成之后,会返回一个SelectKey对象,该对象中有几个总要的成员方法
- interestOps()方法用于查看注册的Channel所绑定的状态。
- readyOps()方法用于查看哪些可操作的状态。
- channel()方法返回channel对象。
- selector()方法返回selector对象。
- attachment()方法会附加其他对象。
当我们调用Selector的select()方法的时候,返回它监听的事件的数量,可以同时响应多个事件。不过它是阻塞式的调用,当监听的事件中没有可以用来响应请求的,则会被阻塞,直到有可用的channel能够响应该请求,才会返回。
四 NIO中的写/读模式
根据上图可知,写模式利用三个指针来完成,分别为当前指针位置的position;用于读模式的limit指针(只在读模式中使用),它可以用来标记可读的最大范围;capacity是表示最大的可写范围阈值。
当我们写入一定数量的值时,我们可以利用flip()方法将写模式转变成读模式,limit指针就会直接变到我们最后写数据的位置,position指针回到最初的位置,这样我们就能够将数据读出来。
五 NIO中读模式到写模式的两种切换
在我们将所有数据读出之后,我们切换到写模式调用clear()方法,它会使position指针回到起始位置,limit指针指向最远端,这样我们就可以开始从新写数据。
clear()方法并非表意上的清除数据,实际上只是移动指针的位置,并没有将数据清除,而是进行覆盖。
当只是读取了部分数据的时候,我们希望将未读的部分进行保留的时候,此时的进行写的时候,我们可以执行compact()方法,这个方法可以将没有读到的数据保存到初始位置,而position指针的位置将会移动到这些数据的后面位置,并从未读的数据后开始进行写数据。
基于此,我们继续读数据的时候,我们就能将上次保留的数据读取出来。