一 NIO介绍
1. NIO是非阻塞的
NIO非堵塞应用通常适用用在I/O读写等方面,我们知道,系统运行的性能瓶颈通常在I/O读写,包括对端口和文件的操作上,过去,在打开一个I/O通道后,read()将一直等待在端口一边读取字节内容,假如没有内容进来,read()也是傻傻的等,这会影响我们程序继续做其他事情,那么改进做法就是开设线程,让线程去等待,但是这样做也是相当耗费资源的。
2. 实现原理
Java NIO非堵塞技术实际是采取Reactor模式,或者说是Observer模式为我们监察I/O端口,假如有内容进来,会自动通知我们,这样,我们就不必开启多个线程死等。
Selector就是观察者,观察 Server 端的ServerSocketChannel 和 Client 端的 SocketChannel ;前提是它们需要先注册到 同一个Selector,即观察者中;
----详细说明
NIO 有一个主要的类Selector,这个类似一个观察者,只要我们把需要探知的socketchannel告诉Selector,我们接着做别的事情,当有事件发生时,他会通知我们,传回一组SelectionKey,我们读取这些Key,就会获得我们刚刚注册过的socketchannel,然后,我们从这个Channel中读取数据,放心,包准能够读到,接着我们可以处理这些数据。Selector内部原理实际是在做一个对所注册的Channel(SocketChannel)的轮询访问,不断的轮询(目前就这一个算法),一旦轮询到一个channel有所注册的事情发生,比如数据来了,它就会站起来报告,交出一把钥匙,让我们通过这把钥匙来读取这个channel的内容。
while(!stop) {
try {
selector.select(1000); // 等待客户端发请求 1000ms
selector.selectedKeys().stream().forEach( key -> handleSelectionKey(key) );
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
3. 小结
从外界看,实现了流畅的I/O读写,不堵塞了。Java NIO出现不只是一个技术性能的提高,你会发现网络上到处在介绍它,因为它具有里程碑意义,从JDK1.4开始,Java开始提高性能相关的功能,从而使得Java在底层或者并行分布式计算等操作上已经可以和C或Perl等语言并驾齐驱。
下文部分转载自 https://blog.youkuaiyun.com/robinjwong/article/details/41792623
二 Selector , SelectionKey , SocketChannel , ServerSocketChannel 具体应用和功能
NIO的通讯过程
1. Selector (选择器)是Java NIO中能够检测一到多个NIO通道,并能够知晓通道是否为诸如读写事件做好准备的组件。这样,一个单独的线程可以管理多个channel,从而管理多个网络连接。
仅用单个线程来处理多个Channels的好处是,只需要更少的线程来处理通道。事实上,可以只用一个线程处理所有的通道。
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java.nio.channels
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public abstract class Selector extends Object implements Closeable
1.1 Selector 的创建
通过调用Selector.open()方法创建一个Selector;Selector selector = Selector.open();
isOpen() —— 判断Selector是否处于打开状态。Selector对象创建后就处于打开状态了。
close() —— 当调用了Selector对象的close()方法,就进入关闭状态.。用完Selector后调用其close()方法会关闭该Selector,且使注册到该Selector上的所有SelectionKey实例无效。通道本身并不会关闭
1.2 ServerChanel 向 Selector 中注册
为了将Channel和Selector配合使用,必须将channel注册到selector上。
通过SelectableChannel。register()方法来实现。
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channel.configureBlocking(false);
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SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
与Selector一起使用时,Channel必须处于非阻塞模式下。这意味着FIleChannel与Selector不能一起使用。
注意register()方法的第二个参数,这是一个”interest集合“,意思是在通过Selector监听Channel时对什么事件感兴趣。
可以监听四种不同类型的事件:
- Connect
- Accept
- Read
- Write
通道触发了一个事件意思是该事件已经就绪。所以,某个channel成功连接到另一个服务器称为”连接就绪“。一个server socket channel准备号接收新进入的连接称为”接收就绪“。一个有数据可读的通道可以说是”读就绪“。等代写数据的通道可以说是”写就绪