IO简单介绍

本文主要介绍了IO Stream相关知识。包括以字节和Unicode字符为导向的stream类型,如多种InputStream和OutStream;说明了InputStreamReader和OutputStreamReader可转换字节与字符导向的stream;还介绍了通过FilterInputStream和FilterOutStream子类为stream添加属性,以及RandomAccessFile对文件的读写操作。

IO简单介绍
author: mdwolf 2005-08-04
================================================================================

以字节为导向的stream
================================================================================
1) input stream:

1) ByteArrayInputStream:   把内存中的一个缓冲区作为InputStream使用
2) StringBufferInputStream:把一个String对象作为InputStream
3) FileInputStream:    把一个文件作为InputStream,实现对文件的读取操作
4) PipedInputStream:   实现了pipe的概念,主要在线程中使用
5) SequenceInputStream:把多个InputStream合并为一个InputStream
6) FilterInputStream

2) Out stream

1) ByteArrayOutputStream:把信息存入内存中的一个缓冲区中
2) FileOutputStream:     把信息存入文件中
3) PipedOutputStream:    实现了pipe的概念,主要在线程中使用
4) SequenceOutputStream: 把多个OutStream合并为一个OutStream
5) FilterOutputStream

以Unicode字符为导向的stream
================================================================================
表示以Unicode字符为单位从stream中读取或往stream中写入信息。
1) Input Stream

1) CharArrayReader: 与ByteArrayInputStream对应
2) StringReader:    与StringBufferInputStream对应
3) FileReader:      与FileInputStream对应
4) PipedReader:     与PipedInputStream对应

2) Out Stream

1) CharArrayWrite:  与ByteArrayOutputStream对应
2) StringWrite:     无与之对应的以字节为导向的stream
3) FileWrite:       与FileOutputStream对应
4) PipedWrite:      与PipedOutputStream对应

差异
================================================================================
InputStreamReader和OutputStreamReader:
把一个以字节为导向的stream转换成一个以字符为导向的stream。


stream添加属性
================================================================================
通过FilterInputStream和FilterOutStream的子类,我们可以为stream添加属性。

实现“先把要写入文件的数据先缓存到内存中,再把缓存中的数据写入文件中”的功能时,
上面的API就没有一个能满足我们的需求了。
但是通过FilterInputStream和FilterOutStream的子类,为FileOutStream添加我们所需要的功能。

2.2 FilterInputStream的各种类型
2.2.1 用于封装以字节为导向的InputStream

1) DataInputStream:      从stream中读取基本类型(int、char等)数据。
2) BufferedInputStream:  使用缓冲区
3) LineNumberInputStream:会记录input stream内的行数,然后可以调用getLineNumber()
                          和setLineNumber(int)
4) PushbackInputStream:  很少用到,一般用于编译器开发

2.2.2 用于封装以字符为导向的InputStream

1) 没有与DataInputStream对应的类。除非在要使用readLine()时改用BufferedReader,
   否则使用DataInputStream
2) BufferedReader:与BufferedInputStream对应
3) LineNumberReader:与LineNumberInputStream对应
4) PushBackReader:与PushbackInputStream对应

2.3 FilterOutStream的各种类型

2.2.3 用于封装以字节为导向的OutputStream
1) DataIOutStream:   往stream中输出基本类型(int、char等)数据。
2) BufferedOutStream:使用缓冲区
3) PrintStream:      产生格式化输出

2.2.4 用于封装以字符为导向的OutputStream
1) BufferedWrite:与对应
2) PrintWrite:与对应
3. RandomAccessFile
1) 可通过RandomAccessFile对象完成对文件的读写操作
2) 在产生一个对象时,可指明要打开的文件的性质:r,只读;w,只写;rw可读写
3) 可以直接跳到文件中指定的位置


### 非阻塞IO的概念 非阻塞IO(Non-blocking IO)是一种I/O模型,允许程序在发起I/O操作后立即返回,而不是等待操作完成。这种机制使得程序可以在等待I/O操作完成的同时继续执行其他任务,从而提高了系统的并发性和响应能力。与传统的阻塞IO不同,非阻塞IO不会让线程在等待数据时进入阻塞状态,而是通过轮询或其他机制来检查数据是否就绪。 ### 非阻塞IO的工作原理 在非阻塞IO模型中,当应用程序尝试从一个通道(Channel)读取数据时,如果该通道中没有数据可供读取,系统调用会立即返回一个错误,而不是让线程陷入等待状态。应用程序可以周期性地检查通道是否有新数据到达,或者结合其他机制(如事件通知)来避免频繁轮询带来的性能开销。 Java NIO 提供了对非阻塞IO的支持,主要通过 `Selector` 和 `Channel` 的组合来实现。`Selector` 可以监听多个 `Channel` 上的事件(如连接、读取、写入),当某个 `Channel` 准备就绪时,`Selector` 会通知应用程序进行相应的处理。这种方式使得单个线程可以管理多个连接,从而减少了线程数量和上下文切换的开销。 ### 非阻塞IO的示例 以下是一个使用 Java NIO 实现非阻塞IO简单示例,展示了如何创建一个非阻塞的服务器端SocketChannel,并通过Selector监听客户端连接和数据读取事件: ```java import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.SelectionKey; import java.nio.channels.Selector; import java.nio.channels.ServerSocketChannel; import java.nio.channels.SocketChannel; import java.util.Iterator; public class NonBlockingServer { public static void main(String[] args) throws IOException { // 打开Selector Selector selector = Selector.open(); // 打开并配置ServerSocketChannel ServerSocket2Channel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); serverSocketChannel.configureBlocking(false); // 设置为非阻塞模式 serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080)); serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 注册连接事件 while (true) { int readyChannels = selector.select(); // 阻塞直到有事件发生 if (readyChannels == 0) continue; Iterator<SelectionKey> keyIterator = selector.selectedKeys().iterator(); while (keyIterator.hasNext()) { SelectionKey key = keyIterator.next(); if (key.isAcceptable()) { // 处理连接事件 ServerSocketChannel serverChannel = (ServerSocketChannel) key.channel(); SocketChannel clientChannel = serverChannel.accept(); clientChannel.configureBlocking(false); clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); // 注册读事件 } else if (key.isReadable()) { // 处理读事件 SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel(); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); int bytesRead = clientChannel.read(buffer); if (bytesRead == -1) { clientChannel.close(); } else { buffer.flip(); System.out.println("Received: " + new String(buffer.array(), 0, bytesRead)); clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE); // 注册写事件 } } else if (key.isWritable()) { // 处理写事件 SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel(); String response = "Hello from server!"; ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(response.getBytes()); clientChannel.write(buffer); clientChannel.register(selector, 0); // 取消注册写事件 } keyIterator.remove(); } } } } ``` ### 非阻塞IO的优势与适用场景 非阻塞IO的主要优势在于其高效的资源利用率和良好的并发性能。通过减少线程阻塞的时间,非阻塞IO能够更好地应对高并发的网络请求。此外,它还支持单线程管理多个连接的能力,这对于资源受限的环境尤为有利。 非阻塞IO适用于需要处理大量并发连接的场景,如高性能网络服务器、实时数据传输系统等。在这些场景中,传统的阻塞IO模型由于线程数量的限制和上下文切换的开销,往往难以满足性能需求。而非阻塞IO则能够通过事件驱动的方式高效地处理这些连接,从而提升整体性能。 尽管非阻塞IO具有诸多优势,但其编程模型相对复杂,需要开发者对事件驱动机制有较深的理解。此外,非阻塞IO通常需要结合其他技术(如缓冲区管理、事件循环等)来实现完整的网络通信功能。 ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值