Java NIO概述
Java NIO(新的IO)是Java的替代IO API(来自Java 1.4),这意味着替代标准的 java IO和java Networking API。Java NIO提供了与标准IO API不同的IO工作方式。
Java NIO由以下核心组件组成:
- 通道
- 缓冲区
- 选择器
除了Channel
,Buffer
并Selector,
Java NIO还有其他更多的类和组件。但是Channel
,Buffer
和Selector
构成了Java NIO API的核心。我认为,其他的组件,像 Pipe
和FileLock只是
结合三个核心组件一起使用的工具类。因此,本章我将重点介绍NIO概述中的这三个核心组件。
通道和缓冲区
通常,NIO中的所有IO都以一个通道开始
。通道
有点像流。数据从通道
可以读入缓冲区
。数据也可以从一个缓冲区
写入通道
。
在标准IO API中,你编码使用是字节流和字符流。在NIO中,你编码使用是通道和缓冲区。使用NIO读取数据,数据总是从通道读入缓冲区,或从缓冲区写入通道。
如图:
Java NIO:通道将数据读入缓冲区,缓冲区将数据写入通道 |
Channel
和Buffer有几种
类型。以下是通道在
Java NIO 主要实现的列表:
- FileChannel
- DatagramChannel
- SocketChannel
- ServerSocketChannel
通过上面的实现可以看出,这些通道涵盖UDP + TCP网络IO和文件IO。
还有一些有趣的接口也伴随着这些类,但是为了方便理解,我将把它们放在Java NIO概述之外。将在相关的Java NIO教程的其他文本中进行说明。
下面是缓冲区
Java NIO 中的核心实现的列表:
- ByteBuffer
- CharBuffer
- DoubleBuffer
- FloatBuffer
- IntBuffer
- LongBuffer
- ShortBuffer
这些Buffer
覆盖了您可以通过IO发送的基本数据类型:byte,short,int,long,float,double和characters。Java NIO还具有一个MappedByteBuffer,是
与内存映射文件配合使用的。
Java NIO:非阻塞IO
Java NIO支持执行非阻塞IO。例如,线程访问一个通道将数据读入到缓冲区。当通道将数据读入缓冲区时,线程还可以执行其他操作。一旦数据读入缓冲区,线程就可以继续处理它。线程执行将数据写入通道也是如此。
选择器
Java NIO还有一个新的概念“选择器”。选择器是一个能够监视事件的多个通道的对象(例如:打开连接,数据到达等等)。因此,单线程可以监视多个通道的数据。
一个选择器允许单个线程处理多个通道
。如果您的应用程序有许多连接(通道)打开,但每个连接的流量都比较低,这是方便的。例如,在聊天服务器中。
如图:一个线程使用一个选择器来处理3个通道的:
Java NIO:A Thread uses a Selector to handle 3 Channel's |
注册一个通道来使用选择器。称之为 select()
方法。该方法将阻塞,直到有一个注册通道的事件准备就绪。一旦方法有返回值,线程就可以处理这些事件。通道事件是传入连接,数据接收等