Java NIO總結
一、NIO
NIO是new IO，也是非阻塞IO。有Channel、Selector、Buffer、Pipe、FileLock等類。
Buffer在java.nio包
Channel、Selector、Pipe、FileLock等在java.nio.channels包
二、Channel通道
設置非阻塞configureBlocking(false);
註冊選擇器register(selector,SelectionKey.OP_XXX)
使用方法read(Buffer) ,write(Buffer)
使用方法open()獲取Channel
- FileChannel 使用FileInputStream，FileOutputStream，RandomAccessFile或者open(Path path, OpenOption... options)可以獲取channel對象
- ServerSocketChannel
- SocketChannel
- DatagramChannel
- Pipe.SinkChannel 使用pipe.sink()
- Pipe.SourceChannel 使用pipe.source()
三、Buffer緩沖
除了boolean類型沒有Buffer類，其他七種基本數據類型都有Buffer緩沖。而byte有兩個Buffer緩沖，一個是在堆，一個在文件的內存映射區.
方法clear() 清空Buffer
方法compact()移動Buffer數據到起始位置，設置為position在數據末尾
方法flip() 反轉Buffer，將寫模式轉成讀模式
方法rewind() 從0開始讀數據
方法hasRemaining()判斷是否還有剩余數據
ByteBuffer
ShortBuffer
IntBuffer
LongBuffer
FloatBuffer
DoubleBuffer
CharBuffer
MappedByteBuffer 通過FileChannel.map方法產生
四、Selector 選擇器
Selector selector = Selector.open(); channel.configureBlocking(false); SelectionKey key = channel.register(selector,Selectionkey.OP_READ);
select方法
int select() int select(long timeout) int selectNow()
select()阻塞到至少有一個通道在你註冊的事件上就緒了。
select(long timeout)和select()一樣，除了最長會阻塞timeout毫秒(參數)。
selectNow()不會阻塞，不管什麽通道就緒都立刻返回
調用Selector.wakeup()方法，阻塞在select()方法上的線程會立馬返回。
用完Selector後調用其close()方法會關閉該Selector，且使註冊到該Selector上的所有SelectionKey實例無效。通道本身並不會關閉。
五、SelectionKey
Selector四種事件用SelectionKey的四個常量來表示：
SelectionKey.OP_CONNECT
SelectionKey.OP_ACCEPT
SelectionKey.OP_READ
SelectionKey.OP_WRITE
在Selector的select方法返回不為0時，獲取SelectionKey
Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys(); Iterator keyIterator = selectedKeys.iterator(); while(keyIterator.hasNext()) {
SelectionKey key = keyIterator.next(); if(key.isAcceptable()) { // a connection was accepted by a ServerSocketChannel. } else if (key.isConnectable()) { // a connection was established with a remote server. } else if (key.isReadable()) { // a channel is ready for reading } else if (key.isWritable()) { // a channel is ready for writing } keyIterator.remove(); //必須移除掉，否則下一次channel還留在selectionkeySet中。 }
六、Pipe 管道
(1)SinkChannel
Pipe pipe = Pipe.open(); Pipe.SinkChannel sinkChannel = pipe.sink(); String data = "a sink pipe channel"; ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(50); buf.clear(); buf.put(data.getBytes()); buf.flip(); while(buf.hasRemaining()) { sinkChannel.write(buf); }
(2)SourceChannel
Pipe.SourceChannel sourceChannel = pipe.source(); ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(50); int length = sourceChannel.read(buf);
七、FileLock
FileLock與Lock接口相似，但沒有實現Lock接口
（1）概念
- 共享鎖: 共享讀操作，但只能一個寫（讀可以同時，但寫不能）
- 獨占鎖: 只有一個讀或一個寫（讀和寫都不能同時）
（2）FileLock FileChannel.lock(long position, long size, boolean shared)
shared的含義:是否使用共享鎖,一些不支持共享鎖的操作系統,將自動將共享鎖改成排它鎖。可以通過調用isShared()方法來檢測獲得的是什麽類型的鎖。
（3） lock()和tryLock()的區別：
lock()阻塞的方法，鎖定範圍可以隨著文件的增大而增加。無參lock()默認為獨占鎖；有參lock(0L, Long.MAX_VALUE, true)為共享鎖。
tryLock()非阻塞,當未獲得鎖時,返回null.
（4）FileLock的生命周期：在調用FileLock.release(),或者Channel.close(),或者JVM關閉
（5）FileLock是線程安全的
（6）同一進程內，在文件鎖沒有被釋放之前，不可以再次獲取。即在release()方法調用前,只能lock()或者tryLock()一次。
FileChannel channel = null; FileLock lock=null; try { RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("data.txt", "rw"); channel = raf.getChannel(); //獲得鎖方法一：lock()，阻塞的方法，當文件鎖不可用時，當前進程會被掛起 lock = channel.lock();//無參lock()為獨占鎖 //lock = channel.lock(0L, Long.MAX_VALUE, true);//有參lock()為共享鎖，有寫操作會報異常 //獲得鎖方法二：trylock()，非阻塞的方法，當文件鎖不可用時，tryLock()會得到null值 //do { // lock = channel.tryLock(); //} while (null == lock); } catch (Exception e) { }finally{ if (lock!=null) { lock.release(); } if (channel!=null) { channel.close(); } }
八、ServerSocketChannel 服務器通道
package cn.edu.scau.mk; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.channels.ServerSocketChannel; import java.nio.channels.SocketChannel; /** * * @author MK */ public class Test { volatile static boolean isFinished = false; public static void main(String[] args) throws IOException { ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(888)); while (!isFinished) { SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept(); //1.阻塞模式 //線程處理socketChannel... //2.非阻塞模式 if (socketChannel != null) { //處理socketChannel... } } serverSocketChannel.close(); } }
九、SocketChannel TCP通道
package cn.edu.scau.mk; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.SocketChannel; /** * * @author MK */ public class Test { volatile static boolean isFinished = false; public static void main(String[] args) throws IOException { SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(); socketChannel.configureBlocking(false);//設置為非阻塞 socketChannel.connect(new InetSocketAddress("https://www.baidu.com", 80)); String data = "a socket channel connect"; ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48); buf.clear(); buf.put(data.getBytes()); buf.flip(); while (!socketChannel.finishConnect()) { //等待連接成功或者做其他的事 } //非阻塞狀態有可能沒有寫入數據就返回了 while (buf.hasRemaining()) { socketChannel.write(buf); } socketChannel.close(); } }
十、DatagramChannel UDP通道
package cn.edu.scau.mk; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.net.SocketAddress; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.channels.DatagramChannel; import java.nio.channels.SocketChannel; /** * * @author MK */ public class Test { volatile static boolean isFinished = false; public static void main(String[] args) throws IOException { DatagramChannel channel = DatagramChannel.open(); channel.socket().bind(new InetSocketAddress(888)); //channel.connect(new InetSocketAddress("www.baidu.com", 80)); ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48); buf.clear(); //接收 SocketAddress sa=channel.receive(buf); //connect通道可以使用read //int bytesRead = channel.read(buf); buf.clear(); buf.put("datagram channel".getBytes()); buf.flip(); //發送 int length = channel.send(buf, new InetSocketAddress("www.baidu.com", 80)); //connect通道可以使用write //channel.write(buf); channel.close(); } }
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