Java IO流详解：分类、模型与应用场景-优快云博客

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定义： Java 中把不同的 输入/ 输出源 ，抽象的表示成流（steam
好处：因为Java 中提供IO流的抽象，所以开发者可以采用一致的IO代码读写各种各样的IO流节点
分类
- 1、按照流向可以分为 输入流、输出流
  - 输入流：只能从中读取数据，不能往里面写入数据
  - 输出流 : 只能从中写入数据，不能往里面读取数据
- 2、按照操作的数据单元不同，可以分为 字节流、字符流
  - 字节流：操作的数据单元是 8位的字节，以InputSteam和OutputSteam 作为基类
  - 字符流：操作的数据单元是16位的字符，以Reader 和 Writer 作为基类
- 3、按照流的角色来分分为节点流和字符流
  - 节点流 : 程序直接操作的数据源的流
  - 处理流 : 对流进行了包装，程序并没有直接操作数据流
- 使用处理流的好处
  Java 中的处理流来包装节点流是典型的 装饰器设计模式，通过使用处理流来包装节点流，可以消除不同的节点流之间的差异，也可以更加方便的完成输入输出功能
  - 性能的提高 : 增加了缓冲的方式来提高输入/输出的效率
  - 操作的便捷：处理流提供便捷的方式一次输入/输出大量的数据

Java中网络编程的IO模型

BIO模型 (面向流（Stream)

BIO模型是一种 同步阻塞模型，服务器实现模式是一个连接一个线程
每当有一个客户端连接就需要分配一个线程去处理，对性能开销特别大
总结BIO通信流程
- 服务端启动一个ServerSocket注册端口，调用accept方法，监听客户端的请求
- 客户端启动Socket 绑定Ip地址和端口，对服务器进行通信，默认情况下，一个客户端的通信，需要服务端启动一个线程来对应处理

NIO模型 (面向缓冲区)

NIO模型是一种支持非阻塞式IO通信的模型
三大组成通道Channel 缓冲区Buffer 选择器Selector

Channel ：负责通信的连接
Buffer ：负责传输数据
Selector ：是一个NIO组件，负责管理Channel

NIO非阻塞式网络通信原理分析

服务端流程

1、当客户端连接服务端时，服务端会通过 ServerSocketChannel 得到 SocketChannel：1. 获取通道

ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();

2、切换非阻塞模式

 ssChannel.configureBlocking(false);

3、绑定连接

ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9999));

4、获取选择器

Selector selector = Selector.open();

5、将通道注册到选择器上, 并且指定“监听接收事件”

ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

读 : SelectionKey.OP_READ （1）
写 : SelectionKey.OP_WRITE （4）
连接 : SelectionKey.OP_CONNECT （8）
接收 : SelectionKey.OP_ACCEPT （16）
6.轮询式的获取选择器上已经“准备就绪”的事件

//轮询式的获取选择器上已经“准备就绪”的事件，没有事件时候select阻塞
 while (selector.select() > 0) {
        
        //7. 获取当前选择器中所有注册的“选择键(已就绪的监听事件)”
        Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();
        
        while (it.hasNext()) {
            //8. 获取准备“就绪”的是事件
            SelectionKey sk = it.next();
            //9. 判断具体是什么事件准备就绪
            if (sk.isAcceptable()) {//如果是连接事件
                //10. 若“接收就绪”，获取客户端连接
                SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();
                //11. 切换非阻塞模式
                sChannel.configureBlocking(false);
                //12. 将该通道注册到选择器上
                sChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
            } else if (sk.isReadable()) {
                //13. 获取当前选择器上“读就绪”状态的通道
                SocketChannel sChannel = (SocketChannel) sk.channel();
                //14. 读取数据
                ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
                int len = 0;
                while ((len = sChannel.read(buf)) > 0) {
                    buf.flip();
                    System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
                    buf.clear();
                }
            }
            //15. 取消选择键 SelectionKey
            it.remove();
        }
    }
}

客户端流程

1.获取通道

SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9999));

2.切换非阻塞模式

sChannel.configureBlocking(false);

3.分配指定大小的缓冲区

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);

4.发送数据给服务端

Scanner scan = new Scanner(System.in);
while(scan.hasNext()){
	String str = scan.nextLine();
	buf.put((new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd HH:mm:ss").format(System.currentTimeMillis())
			+ "\n" + str).getBytes());
	buf.flip();
	sChannel.write(buf);
	buf.clear();
}
//关闭通道
sChannel.close();