学习Java的NIO

重要的概念

什么是NIO?

NIO是从java 1.4 开始引入的一个新的 IO API。

Channel、Buffer、Selector是NIO的核心部分。

IO通过字节流和字符流操作数据，NIO基于通道(Channel)和缓冲区(Buffer)数据

Channel&Buffer

Channel

数据总是由通道到缓冲区（Read），或者由缓冲区到通道（write）

其中Channel的几个实现

FileChannel
DatagramChannel
SocketChannel
ServerSocketChannel

分别对应文件IO/UDP/TCP网络IO.

下面是一个简单的例子实现，从本地文件系统读取数据到Buffer中。

/**
    * Channel的使用
    */
   @Test
   public void fileChannelTest(){
       try {
           RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile("D:/nio.txt","rw");
           FileChannel fileChannel = randomAccessFile.getChannel();
           ByteBuffer byteBuffer =  ByteBuffer.allocate(100);
           int bytesRead = fileChannel.read(byteBuffer);
           while (bytesRead != -1){
               System.out.println("Read:"+bytesRead);
               byteBuffer.flip();
               while(byteBuffer.hasRemaining()){
                   System.out.print((char)byteBuffer.get());
               }
               byteBuffer.clear();
               bytesRead = fileChannel.read(byteBuffer);
           }
           randomAccessFile.close();
       } catch (FileNotFoundException e) {
           e.printStackTrace();
       } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
       }
   }

Buffer

Buffer的几个重要实现
ByteBuffer
CharBuffer
DoubleBuffer
FloatBuffer
IntBuffer
LongBuffer
ShortBuffer

可以通过这些Buffer向Channel数据，或者从Channel读取数据。

使用Buffer来读写数据的步骤

写入数据到Buffer
调用flip()方法
从Buffer中读取数据  
调用clear()方法或者compact() 方法

clear()方法会清空整个缓冲区，而compact会清空已经读取过的数据。

buffer属性

Buffer的三个属性，position,limit,capacity

capacity 是缓冲区的大小
position

写数据时：position表示是当前位置，当前位置写入完毕，position移动到下一个可写的位置，范围为0~capacity-1.
读数据时：position表示当前位置，当前位置读取完毕，position移动到下一个可读位置。

limit
limit表示的是最多能够读取的或者写入的数据的大小。
写模式：limit等于capacity
读模式：limit等于读模式的position

分配buffer
使用allocate()方法来分配Buffer.例如分配一个100字节长的ByteBuffer缓冲区:

1	ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(100);

向Buffer中写入数据
1.从channel中读取到Buffer中

int bytesRead = inChannel.read(buffer);

2.直接向buffer中put
buffer.put(100);

从Buffer中读取数据

1.从Buffer中写数据到Channel
int bytesRead = inChannel.write(buffer);
2.使用get()方法从Buffer中读取数据
int bytes = buffer.get();

rewind()方法

rewind()方法将position设置为0

Selector

Selector最重要的特点就是他允许单线程处理多个Channel.

1.创建Selector

使用Selector的open()方法创建一个Selector

1	Selector selector = Selector.open();

2.注册Channel

将Channel绑定到一起，使用channel.register()来实现。

1
2
3

channel.configureBlocking(false);
Selector key = channel.register(selector,Selectionkey.OP_READ);

configureBlocking是设置Channel为非阻塞模式。FileChannel不能和Selector绑定，因为FileChannel没有阻塞模式。

3.SelectionKey

SelectorKey是一个抽象类包含了

interest集合
ready集合
Channel
Selector

1.interest集合
通过Selector监听Channel时对什么事件感兴趣，可以监听4中类型的事件，分别是OP_CONNECT,OP_ACCEPT,OP_READ,OP_WRITE。

int interestSet = selectionKey.interestOps();  
   boolean isInterestedInAccept  = (interestSet & SelectionKey.OP_ACCEPT) == SelectionKey.OP_ACCEPT；  
boolean isInterestedInConnect = interestSet & SelectionKey.OP_CONNECT;  
boolean isInterestedInRead    = interestSet & SelectionKey.OP_READ;  
boolean isInterestedInWrite   = interestSet & SelectionKey.OP_WRITE;

通过&来和SelectorKey常量确定某个事件是在interest集合中。

2.ready集合
ready集合是Channel已经准备就绪的集合。

selectionKey.isAcceptable();
selectionKey.isConnectable();
selectionKey.isReadable();
selectionKey.isWritable();

3.通过Selector的select()方法选择Channel
使用selector的select()方法来返回已经就绪的通道。
select()方法会一直阻塞到至少有一个通道在事件上注册了。
select()方法返回的int值表示已经有多少个通道已经就绪了
4.调用过select()方法后，如果返回的int值大于1则表示已经有至少一个通道已经就绪了，这个时候可以调用Selector的selectedKeys()方法来选择已经就绪的Channel.

1	Set selectKeys = selector.selectedKeys();

遍历这个集合来访问就绪的通道。

Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectedKeys.iterator();
while(keyIterator.hasNext()) {

    SelectionKey key = keyIterator.next();
    if(key.isAcceptable()) {
    } else if (key.isConnectable()) {
    } else if (key.isReadable()) {
    } else if (key.isWritable()) {ng
    }
    keyIterator.remove();
}

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