NIO编程精要-优快云博客

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同步和异步？阻塞和非阻塞？
同步和异步是针对应用程序和内核的交互而言的，同步指的是用户进程触发IO操作并等待或者轮询的去查看IO操作是否就绪，而异步是指用户进程触发IO操作以后便开始做自己的事情，而当IO操作已经完成的时候会得到IO完成的通知。
阻塞和非阻塞是针对于进程在访问数据的时候，根据IO操作的就绪状态来采取的不同方式，是一种读取或者写入操作函数的实现方式，阻塞方式下读取或者写入函数将一直等待，而非阻塞方式下，读取或者写入函数会立即返回一个状态值。
所以,IO操作可以分为3类：同步阻塞（即早期的IO操作BIO）、同步非阻塞（NIO）、异步（AIO）

NIO编程：同步非阻塞队列 ,和IO复用模型相似
channel（通道）、Buffer（缓存）、selector（选择器/IO复用器）
（TCP）ServerSocketChannel
（TCP）SocketChannel
一个有效的用户连接交给线程完成

NIO的单线程的编程步骤：
服务器Server：
1.创建ServerSocketChannel实例：ServerSocketChannel.open()
2.对实例进行绑定端口（bind（new InetSocketAddress(））
3.将实例设置为非阻塞 serverSocketChannel.configureBlocking(false)
4.实例化选择器 Selector selector = Selector.open();
5.将serverSocketChannel实例注册（register）到选择器上
6.选择器进行监听，有事件发生则返回
7.遍历感兴趣事件的集合，判断是否有可接收事件发生，
8.若有可接收事件发生，获取对应通道，调用accept方法获取socketChannel实例
9.因为读写会发生阻塞，所以先将socketChannel设为非阻塞
10.将其注册到选择器，并关注读事件
11.循环进行第6步，遍历集合，判断是否有可读事件发生，
12.通过buffer从channel里读数据到byte数组里进行打印
13.关闭打开的资源，报告selector选择器、关闭socketchannel实例、
.ServerSocketChannel实例

客户端Client：

1、创建socketChanel实例
2、将socketChanel实例设置为非阻塞
3、创建selector实例
4、连接服务端，立即返回结果不成功，将chanel注册到选择器中，并关注可连接事件
5、selector实例监听事件，有事件发生则返回
6、如该事件是可连接事件，则完成当前连接（finishConnect）
7、发送消息，接收消息
8、关闭资源

NIO三大要点：
channel（通道）
Buffer（缓存）
selector（选择器）

1.channel（通道）：称之为通道，和IO相连，通信双方进行数据交流的通道。需要和Buffer结合使用

读数据：channel→Buffer→read
写数据: write→Buffer→channel

常用的通道:
ServerSocketChannel:监听新来的TCP连接，对每一个新用户连接会获得SocketChannel一般在服务端使用

SocketChannel：用来建立TCP连接（connect），一般在客户端使用
DatagramChannel：通过UDP读写网络中的数据，
FileChannel：用于读取、写入操作文件的通道

channel和stream的区别：

方向性：channel数据是双向通信（read、write），stream是单向通信
channel必须和Buffer结合使用，stream可以和Buffer结合也可以单独使用
channel可以设置为阻塞和非阻塞

2.Buffer（缓存）对数据的读取写入需要使用到Buffer，Buffer的本质就是一个数组

Buffer的实现类包括：ByteBuffer、CharBuffer、IntBuffer、DoubleBuffer…

数据的标记属性：
标记、位置、限制和容量值遵守以下不变式：
0<=标记（mark）<=位置（position）<=限制（limit）<=容量（capacity）

Buffer实例的方法：
allocate（capacity）  在堆上创建指定大小的对象
allocateDirect(capacity)  在堆外空间上创建指定大小的对象
wrap（byte[]）   通过存在的数组创建对象
wrap（byte[],offerset，length）   通过存在的数组创建对象

对象在堆上，ByteBuffer.allocateDirect()可以将对象创建在堆外内存里
堆外内存免除了垃圾回收过程，一旦对象创建在堆外内存，可以重复利用

方法：（在使用方法的时候着重注意读写切换！！！！）
buffer.put() 往buffer中写入数据， pos位置移动
buffer.flip() 读写模式切换 →lim指向pos，pos指向mark
buffer.get() 从Buffer中读取数据 →pos位置移动
buffer.clear() 清空Buffer缓存 mark=-1，pos=0，lim=cap=capacity

3.selector（选择器）一个选择器可以同时管理多个用户的连接，将关注的事件注册到选择器里，通过选择器来帮我们监听事件是否完成，在此期间用户可以做别的事情

selector使用步骤：
1、获取选择器的实例： Selector selector = Selector.open();
2、将通道注册到选择器里，并确定关注的事件
先把通道设置为非阻塞：Channel.configureBlocking(false)
注册到选择器上并确定可关注事件：
Channel.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT);
3、选择器监听事件：（3种监听方法）
selector.select();通过该方法监听事件是否完成
selector.select();该方法会阻塞住，直到有感兴趣事件完成之后才会返回
selector.select(1111); 该方法在指定时间内返回，可能有事件发生，可能没有事件发生
selector.selectNow(); 不会阻塞，立马返回，可能有事件发生，可能没有事件发生，
4、遍历感兴趣的事件集合，判断哪种事件完成
Iterator iterator = selector.selectedKeys().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
SelectionKey selectionKey = iterator.next();
5、关闭selector资源
selector.close（）
4.SelectionKey：
channel（）：将注册到选择器中的通道也会在SelectionKey中维护一个
Selector selector(); 将当前的选择器实例也会在SelectionKey中维护一个
boolean isValid();表示当前的SelectionKey是否是有效
void cancel();取消对当前key的关注
boolen isConnectable();//可连接事件
boolen isWritable(); //可写事件
boolen isReadable(); //可读事件
boolen isAcceptable(); //可连接事件