NIO学习笔记

1、NIO的核心部分

1. 通道（channel）：用于读操做和写操做，主要负责数据的“运输”。至关于传统IO中的stream，不过stream是单向的。
2. 缓冲区（buffer）：一个容器，用于存储数据。
3. 选择器（selector）：核心类，可以检测多个注册的通道上是否有事件发生，所以一个线程能够管理多个通道。
   
   

2、为何使用NIO

使用NIO主要就是为了提升IO的速度

1. 传统IO是基于字节流和字符进行操做的，而NIO是基于通道（channel）和缓冲区（buffer）进行操做的，这样一来数据的偏移操做很是方便。
2. 传统IO是阻塞的，若是发出IO请求后数据没有就绪，会处于阻塞状态，而NIO经过通道操做数据，所以一个通道无数据可读，能够切换到另外一个通道。
3. NIO有选择器，所以单线程能够操做多个通道。

3、简单的NIO读和写例子

1. 从文件中读取
   与传统IO不一样的是，使用NIO从文件中读取主要分为三步：
   （1）从FileInputStream中获取channel；

   FileInputStream fin = new FileInputStream( "readandshow.txt" );
   FileChannel fc = fin.getChannel();

   （2）建立buffer；

   ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 1024 );

   （3）将数据从channel读到buffer中。

   fc.read( buffer );

2. 写入文件
   相似的，利用NIO写入文件也分为三步：
   （1）从FileInputStream中获取channel；

   FileOutputStream fout = new FileOutputStream( "writesomebytes.txt" );
      FileChannel fc = fout.getChannel();

   （2）建立一个缓冲区并在其中放入一些数据；

   ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 1024 );
      for (int i=0; i<message.length; ++i) {
          buffer.put( message[i] );  //从message数组中取出放入buffer
      }
      buffer.flip();    //将buffer由写模式切换为读模式

   （3）将数据从buffer写到通道中。

   fc.write( buffer );

4、buffer内部细节

1. flip()函数源码

public final Buffer flip() {
    limit = position;
    position = 0;
    mark = -1;
    return this;
}

这里能够注意到limit,position和mark三个变量
（1） capacity：代表能够储存在缓冲区中的最大数据容量。
（2） position：下一个可插入的位置(写buffer时)或者下一个可读的位置(读buffer时)。
（3） limit：最多能写多少数据(写buffer时，至关于capacity)，能够读多少数据(在从通道读入缓冲区时)。
（4） mark：标记，记录当前position的位置，能够经过reset()恢复到mark的位置。

5、选择器

1. selector的建立

   Selector selector = Selector.open();

2. 由于选择器是用于管理通道的，所以须要将通道注册到相应的选择器上
   channel.configureBlocking(false); //使用selector必须保证channel是非阻塞的模式
   SelectionKey key = channel.register(selector, Selectionkey.OP_READ);

   注意register的第二个参数表示对选择器对什么事件感兴趣。
   而返回值记录了包括channel，buffer，interest集合和ready集合等。

3. 经过selector选择通道
   可使用select（）函数进行选择，select()方法返回的int值表示有多少通道已经就绪。
4. selectedKeys()函数
   一旦调用了select()方法，而且返回值代表有一个或更多个通道就绪了，而后能够经过调用selector的selectedKeys()方法，访问“已选择键集（selected key set）”中的就绪通道。这里的selectorKey的就是以前注册到该selector的通道。

5. 示例程序

   Selector selector = Selector.open();   //开启选择器
   channel.configureBlocking(false);      //非阻塞模式
   SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);//注册
   while(true) {
     int readyChannels = selector.select();   //选择通道
     if(readyChannels == 0) continue;
     Set selectedKeys = selector.selectedKeys();   //获取通道
     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();   //须要本身移除处理完的通道
     }
   }

6、NIO和IO的使用场景

NIO具有必定的优势，但并非说传统IO就一无可取

（1）在处理数据上，若是遇到逐行处理的状况，如：

Name: Anna
    Age: 25
    Email: anna@mailserver.com
    Phone: 1234567890

传统的IO能够这样写：

BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input));
String nameLine   = reader.readLine();
String ageLine    = reader.readLine();
String emailLine  = reader.readLine();
String phoneLine  = reader.readLine();

但若是使用NIO：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(48);
    int bytesRead = inChannel.read(buffer);

你就不知道缓冲区内是否恰好是一行数据，这样处理起来会比较麻烦。

（2）若是须要管理同时打开的成千上万个链接，这些链接每次只是发送少许的数据，例如聊天服务器，实现NIO的服务器多是一个优点。
若是你须要维持许多打开的链接到其余计算机上，如P2P网络中，使用一个单独的线程来管理你全部出站链接，多是一个优点。
但若是你有少许的链接使用很是高的带宽，一次发送大量的数据，也许典型的IO服务器实现可能很是契合。

学习参考：http://ifeve.com/java-nio-all/ Java NIO 系列教程
https://www.ibm.com/developer... NIO入门