每日分享网络编程-NIO、BIO、A详解

  java.nio全称java non-blocking IO,是指jdk1.4 及以上版本里提供的新api(New IO),为所有的原始类型(boolean类型除外)提供缓存支持的数据容器,使用它可以提供非阻塞式的高伸缩性网络。

  当数据没有准备好时,都会一直等待缓冲区中的数据准备就绪之后才会开始处理,否则会一直等待下去。

  当进程访问到数据缓冲区时,如果数据还未准备好,会直接返回不会一直等待,如果数据已经准备好了,也会直接返回。

  1. 同步是应用系统直接参与IO读写操作。在处理IO事件的时候必须阻塞在某个方法上面等待IO事件完成(阻塞IO事件或则通过轮询IO事件的方式)。

  2. 阻塞IO实现方式,一般是直接阻塞到read和write方法。都是将读(写)方法交给线程来操作,然后阻塞线程的方式来实现,只是这样对线程开销较大。

  1. 异步是所有的IO读写都交给了操作系统,这个时候就可以去做其它的事情并不需要去完成真正的IO操作,当操作完成IO后,系统将会给的应用程序一个通知的。

  jdk1.4 linux多路复用技术 (select模式)实现IO事件的轮询方式同步非阻塞的模式,这种方式目前是主流的网络通信模式。

  JDK1.4以前使用都是BIO阻塞IO,主要是阻塞到线程来操作的,但对于线程的开销本来就是性能的浪费。

  网络通信中,NIO也提供了SocketChannel和ServerSocketChannel两种不同的套接字通道来实现,这两个类都实现了Channel接口。它们可以设置阻塞与非阻塞两种模式,为了实现高负载高并发都采取非阻塞的模式。

  NIO采用缓冲区Buffer,实现对数据的读写操作,缓冲区是固定大小,并由内部状态记录有多少数据被放入或者取出。

  与阻塞IO不同,阻塞IO采用阻塞式流(Stream)的方式进行读写,流是单向的只能向一个方向读数据或者写数据。

  而通道是双向的,可以同时在通道上发送和读取数据,而且是非阻塞的,在没有数据可读可写时可以去做别的事情。

  采用api文档解释:通过调用此类的 open 方法创建服务器套接字通道。新创建的服务器套接字通道已打开,但尚未绑定。

  可通过调用相关服务器套接字的某个 bind 方法来绑定服务器套接字通道。多个并发线程可安全地使用服务器套接字通道。

  新创建的套接字通道已打开,但尚未连接。试图在未连接的通道上调用 I/O 操作将导致抛出 NotYetConnectedException。

  可通过调用套接字通道的 connect 方法连接该通道;一旦连接后,关闭套接字通道之前它会一直保持已连接状态。

  可通过调用套接字通道的 isConnected 方法来确定套接字通道是否已连接。

  当通道使用register(Selector sel, int ops)方法将通道注册选择器时,选择器对通道事件进行监听,通过第二个参数指定监听的事件类型。

  ByteBuffer是在javaNIO中常使用的一个缓冲区类,使用ByteBuffer可以进行高效的IO操作。通过 ByteBuffer提供很多读写的方法put(),get(),并且还包含四个很重要的属性。

  capacity指的是缓冲区能够容纳元素的最大数量,这个值在缓冲区创建时被设定,而且不能够改变,如下,我们创建了一个最大容量为10的字节缓冲区;

  limit指的是缓冲区中第一个不能读写的元素的数组下标索引,也可以认为是缓冲区中实际元素的数量;

  position指的是下一个要被读写的元素的数组下标索引,该值会随get()和put()的调用自动更新;

  一个备忘位置,调用mark()方法的话,mark值将存储当前position的值,等下次调用reset()方法时,会设定position的值为之前的标记值;

  以上注册成功之后就可以通过SelectionKey来判断io事件是否就绪,然后可以进行后续操作。

  现在来演示一下网络编程中的nio使用,使用网络编程nio的编程就需要使用到Channel(管道)、Selector(事件选择器) 、Bytebuffer(缓冲区)。

  演示代码一般会使用服务端代码和客户端代码分别书写。我会尽量在代码中把注释写详细一些。

  先运行服务端程序会显示“服务器已经开启”的字样,然后运行客户端程序会在连接成功时发送我是客户端来了的字样,服务端就会接收到客户端的数据并且打印。

  然后客户端输入“111”,紧接着服务端就会打印“服务端接收客户端传过来的数据:客户端输入数据为:111”的字样,然后在客户端继续输入222,服务端就会打印出“服务端接收客户端传过来的数据:客户端输入数据为:222”

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