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02. Java NIO 概览

逝去的回忆
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发布于 2016/11/21 15:14
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NIO包含下面几个核心的组件:

  • Channels
  • Buffers
  • Selectors

整个NIO体系包含的类远远不止这几个,但是在笔者看来Channel,Buffer和Selector组成了这个核心的API。其他的一些组件,比如Pipe和FileLock仅仅只作为上述三个的负责类。因此在概览这一节中,会重点关注这三个概念。其他的组件会在各自的部分单独介绍。

通道和缓冲区(Channels and Buffers)

通常来说NIO中的所有IO都是从Channel开始的。Channel和流有点类似。通过Channel,我们即可以从Channel把数据写到Buffer中,也可以吧数据冲Buffer写入到Channel,下图是一个示意图:

http://tutorials.jenkov.com/images/java-nio/overview-channels-buffers.png

Java NIO: Channels read data into Buffers, and Buffers write data into Channels

有很多的Channel,Buffer类型。下面列举了主要的几种:

  • FileChannel
  • DatagramChannel
  • SocketChannel
  • ServerSocketChannel

正如你看到的,这些channel基于于UPD和TCP的网络IO,以及文件IO。 和这些类一起的还有其他一些比较有趣的接口,在本节中暂时不多介绍。为了简介起见,我们会在必要的时候引入这些概念。 下面是核心的Buffer实现类的列表:

  • ByteBuffer
  • CharBuffer
  • DoubleBuffer
  • FloatBuffer
  • IntBuffer
  • LongBuffer
  • ShortBuffer

这些Buffer涵盖了可以通过IO操作的基础类型:byte,short,int,long,float,double以及characters. NIO实际上还包含一种MappedBytesBuffer,一般用于和内存映射的文件。

选择器(Selectors)

选择器允许单线程操作多个通道。如果你的程序中有大量的链接,同时每个链接的IO带宽不高的话,这个特性将会非常有帮助。比如聊天服务器。 下面是一个单线程中Slector维护3个Channel的示意图:

http://tutorials.jenkov.com/images/java-nio/overview-selectors.png

Java NIO: A Thread uses a Selector to handle 3 Channel's

要使用Selector的话,我们必须把Channel注册到Selector上,然后就可以调用Selector的selectr()方法。这个方法会进入阻塞,直到有一个channel的状态符合条件。当方法范湖后,线程可以处理这些时间。

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