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java网络编程系列之JavaIO的“今生”：NIO非阻塞模型
- BIO中的阻塞
- 非阻塞式NIO
- Channel与Buffer
-
- 剖析Buffer
-
- 向Buffer中写入数据
- 剖析channel
-
- 几个重要的channel
- 多方法实现本地文件拷贝
-
- 字节输入流拷贝文件
- 字节缓冲流拷贝文件
- FileChannel拷贝文件
- 通道间的数据传输完成文件拷贝---transferto,transferfrom
- 文件拷贝的完整源码
- 文件拷贝测试结果
- 剖析Selector
-
- channel的状态变化
- 在selector上面注册channel
- 使用selector选择channel
BIO中的阻塞
非阻塞式NIO
-
Channel: Channel 和 IO 中的 Stream(流)是差不多一个等级的。只不过 Stream 是单向的，譬如：InputStream, OutputStream。并且Channel是非阻塞式的。
Channel与Buffer
通道可以用来读取和写入数据，通道类似于之前的输入/输出流，但是程序不会直接操作通道的，所有的内容都是先读到或写入到缓冲区中，再通过缓冲区中取得获写入的。
剖析Buffer
向Buffer中写入数据
此时读取分为两种情况:
- 一次性将写入的数据全部读取出来
- 读取数据时，读取数据到一半，希望转换为写入模式,但是又不希望丢掉还没有读取完毕的数据
剖析channel
- channel可以通过buffer读取和写入数据
- 两个channel之间也可以直接进行数据间的传输
几个重要的channel
多方法实现本地文件拷贝
通用的关闭流方法
//通用关闭流和通道的方法
//所有可以被关闭的流和通道都实现了Closeable接口
public static void close(Closeable closeable)
{
if(closeable!=null)
{
try {
closeable.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
字节输入流拷贝文件
//字节流拷贝文件实现
public static void noBufferStreamCopy(File src, File tar)
{
InputStream in=null;
OutputStream out=null;
try
{
in=new FileInputStream(src);
out=new FileOutputStream(tar);
//每次读取一个字节
Integer len;
//文件读取完毕返回-1
while((len=in.read())!=-1)
{
out.write(len);
}
}
catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
close(in);
close(out);
}
}
字节缓冲流拷贝文件
//字节缓冲流拷贝文件实现
public static void bufferStreamCopy(File src,File tar)
{
BufferedInputStream bis=null;
BufferedOutputStream bos=null;
//使用装饰器模式
try {
bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(src));
bos=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(tar));
//准备一个缓存区，大小为1024个字节
byte[] buffer=new byte[1024];
int len;
//一次性读取1024个字节
while((len=bis.read(buffer))!=-1)
{
bos.write(buffer,0,len);
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
close(bis);
close(bos);
}
}
FileChannel拷贝文件
//FileChannel拷贝文件
public static void nioBufferCopy(File src,File tar)
{
FileChannel fin=null;
FileChannel fout=null;
try {
fin=new FileInputStream(src).getChannel();
fout=new FileOutputStream(tar).getChannel();
//准备一个缓冲区
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
while(fin.read(byteBuffer)!=-1)//将数据写入缓冲区，一次最多写入1024个字节
{
//将当前缓冲区从写模式转换为读模式
byteBuffer.flip();
//一直读取到缓冲区没有数据剩余为止
while (byteBuffer.hasRemaining())
{
//从缓冲区中读取数据，写入通道中
fout.write(byteBuffer);
}
//将当前缓冲区从读模式转换为写模式
byteBuffer.clear();
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
close(fin);
close(fout);
}
}
通道间的数据传输完成文件拷贝—transferto,transferfrom
//通道间传输完成文件拷贝
public static void nioTransferCopy(File src,File tar)
{
FileChannel fin=null;
FileChannel fout=null;
try {
fin=new FileInputStream(src).getChannel();
fout=new FileOutputStream(tar).getChannel();
//记录当前总共传输的字节数
Long transferredBytes= 0L;
//记录需要拷贝文件的字节总数
Long size=fin.size();
while(transferredBytes!=size)
{
//transferTo函数每次返回当前总共拷贝了多少个字节
transferredBytes+=fin.transferTo(0,size,fout);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
finally {
close(fin);
close(fout);
}
}
文件拷贝的完整源码
public class Main
{
public static void main(String[] args) {
final String prefix=System.getProperty("user.dir")+System.getProperty("file.separator");
File src=new File(prefix+"src.txt");
File tar=new File(prefix+"tar.txt");
//测试字节流拷贝文件
CopyFile.nioTransferCopy(src,tar);
}
public static class CopyFile
{
//字节流拷贝文件实现
public static void noBufferStreamCopy(File src, File tar)
{
InputStream in=null;
OutputStream out=null;
try
{
in=new FileInputStream(src);
out=new FileOutputStream(tar);
//每次读取一个字节
Integer len;
//文件读取完毕返回-1
while((len=in.read())!=-1)
{
out.write(len);
}
}
catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
close(in);
close(out);
}
}
//字节缓冲流拷贝文件实现
public static void bufferStreamCopy(File src,File tar)
{
BufferedInputStream bis=null;
BufferedOutputStream bos=null;
//使用装饰器模式
try {
bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(src));
bos=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(tar));
//准备一个缓存区，大小为1024个字节
byte[] buffer=new byte[1024];
int len;
//一次性读取1024个字节
while((len=bis.read(buffer))!=-1)
{
bos.write(buffer,0,len);
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
close(bis);
close(bos);
}
}
//FileChannel拷贝文件
public static void nioBufferCopy(File src,File tar)
{
FileChannel fin=null;
FileChannel fout=null;
try {
fin=new FileInputStream(src).getChannel();
fout=new FileOutputStream(tar).getChannel();
//准备一个缓冲区
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
while(fin.read(byteBuffer)!=-1)//将数据写入缓冲区，一次最多写入1024个字节
{
//将当前缓冲区从写模式转换为读模式
byteBuffer.flip();
//一直读取到缓冲区没有数据剩余为止
while (byteBuffer.hasRemaining())
{
//从缓冲区中读取数据，写入通道中
fout.write(byteBuffer);
}
//将当前缓冲区从读模式转换为写模式
byteBuffer.clear();
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
close(fin);
close(fout);
}
}
//通道间传输完成文件拷贝
public static void nioTransferCopy(File src,File tar)
{
FileChannel fin=null;
FileChannel fout=null;
try {
fin=new FileInputStream(src).getChannel();
fout=new FileOutputStream(tar).getChannel();
//记录当前总共传输的字节数
Long transferredBytes= 0L;
//记录需要拷贝文件的字节总数
Long size=fin.size();
while(transferredBytes!=size)
{
//transferTo函数每次返回当前总共拷贝了多少个字节
transferredBytes+=fin.transferTo(0,size,fout);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
finally {
close(fin);
close(fout);
}
}
}
//通用关闭流和通道的方法
//所有可以被关闭的流和通道都实现了Closeable接口
public static void close(Closeable closeable)
{
if(closeable!=null)
{
try {
closeable.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
文件拷贝测试结果
对于小文件拷贝而言，nio优势也还可以，对于大文件而言，nio的优势相对比较明显，并且大家要注意缓冲区大小的选择
剖析Selector
- 简而言之Selector可以帮助我们监控多个通道的状态
- 想让Selector监控对应的channel，首先需要把需要被监控的channel注册在Selector上面
在Selector上面注册三个Channel
channel的状态变化
channel可以在上面四个状态中来回切换
在selector上面注册channel
SelectionKey:该对象可以作为当前注册在selector上的channel的唯一标识，通过这个对象也可以获取到当前channel的一些信息
下面展示SelectionKey对象的一些方法:
- interestOps():返回当前channel在selector上面注册的状态
- readyOps():返回当前channel的有哪些被监听的状态是处于准备好的，可操作的状态
- channel():返回selectionkey指代的channel对象
- selector():返回的是当前channel是在哪一个selector上进行的注册
- attachment():关于channel的附加信息
使用selector选择channel
- 第一个channel注册在selector上，并且让selector只去监听当前channel的connect状态
- 后面两个同理
通过select()函数可以返回当前处于可操作状态下的channel
