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Java 流io和块io

ksfzhaohui
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发布于 2012/12/14 14:17
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在 Java 的早期,JVM 在解释字节码时往往很少或没有运行时优化。这就意味着,Java 程序往往拖得很长,其运行速率大大低于本地编译代码,因而对操作系统I/O 子系统的要求并不太高。 如今在运行时优化方面,JVM 已然前进了一大步。现在 JVM 运行字节码的速率已经接近本地编译代码,借助动态运行时优化,其表现甚至还有所超越。这就意味着,多数 Java 应用程序已不再受 CPU 的束缚(把大量时间用在执行代码上),而更多时候是受 I/O 的束缚(等待数据传输)。 

然而,在大多数情况下,Java 应用程序并非真的受着 I/O 的束缚。操作系统并非不能快速传送数据,让 Java 有事可做;相反,是 JVM 自身在 I/O 方面效率欠佳。 操作系统与 Java 基于流的 I/O模型有些不匹配。操作系统要移动的是大块数据(缓冲区),这往往是在硬件直接存储器存取(DMA)的协助下完成的。而 JVM 的 I/O 类喜欢操作小块数据——单个字节、几行文本。结果,操作系统送来整缓冲区的数据,java.io 的流数据类再花大量时间把它们拆成小块,往往拷贝一个小块就要往返于几层对象。操作系统喜欢整卡车地运来数据,java.io 类则喜欢一铲子一铲子地加工数据。有了 NIO,就可以轻松地把一卡车数据备份到您能直接使用的地方( ByteBuffer 对象)。 

1)面向流I/O的系统:一次处理一个字节的数据。一个输入流每次会读入一个字节的数据,一个输出流同样每次次消费一个字节的数据。对于流式数据,很容易创建过滤器。可以相对简单地把几个过滤器连接在一起,每个过滤器完成自己的工作,也是按字节进行过滤,精细的处理机制。另一方面,面向流I/-O的通信往往比较缓慢。 


2)面向块I/O的系统:以块为单位处理数据。每个操作步骤会生成或消费一个块的数据。以块为单位处理数据,其处理速度远快于以字节流为单位的方式。但是,与面向流I/O的通信相比,面向块I/O的通信缺乏优雅和简洁。 

新的抽象把重点放在了如何缩短抽象与现实之间的距离上面。NIO 抽象与现实中存在的实体有着非常真实直接的交互关系。 

关于何时该采用传统io,何时应该采用nio: 
1) 扩展性考虑:例如在进行Socket编程通信时每一个Socket都应占据一个线程。使用NIO虽然更富有效率,但相对难以编码和扩展。(当然这一现象在不断的被新的设计和NIO库的特性所改善) 
2) 性能考虑:在处理成千上万的连接时,你可能需要更好的传统IO的扩展性;但是如果连接数量较低时,你可能更注重NIO的高吞吐率。 
3) 当使用SSL (Secure Sockets Layer,安全套接字层) 工作时,选择NIO则实现难度很大 

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