NIO

8.6总结

1.NIO

• NIO，即new I/O，也有人称之为非阻塞I/O。Channel、Buffer、Selector构成了核心的API

2.NIO类库

• （1）通道Channel
  
  • 网络数据通过Channel读取和写入。通道与流的不同之处在于通道是双向的，流只是在一个方向上移动，而通道可以用于读、写或二者同时进行。
  • Chinnel的实现
    a、FileChannel 从文件中读写数据。
    b、DatagramChannel 能通过UDP读写网络中的数据。
    c、SocketChannel 能通过TCP读写网络中的数据。
    注：TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议
    d、ServerSocketChannel 可以监听新进来的TCP连接，像Web服务器那样。对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel。
    

• 使用FileChannel读取数据到Buffer中的示例
  
  

（2）缓冲区Buffer

• Buffer是一个对象，它包含一些要写入或要读出的数据。缓冲区实质上是一个数组。通常它是一个字节数组（ByteBuffer），除此之外，还有其他一些类型的缓冲区。
• 使用Buffer读写数据一般遵循以下四个步骤：
  1、写入数据到Buffer
  2、调用flip()方法
  3、从Buffer中读取数据
  4、调用clear()方法或者compact()方法
• 当向buffer写入数据时，buffer会记录下写了多少数据。一旦要读取数据，需要通过flip()方法将Buffer从写模式切换到读模式。在读模式下，可以读取之前写入到buffer的所有数据。
  一旦读完了所有的数据，就需要清空缓冲区，让它可以再次被写入。有两种方式能清空缓冲区：调用clear()或compact()方法。 clear()方法会清空整个缓冲区。compact()方法只会清除已经读过的数据。任何未读的数据都被移到缓冲区的起始处，新写入的数据将放到缓冲区 未读数据的后面。
• Buffer的capacity、position、limit
  
  • capacity
    作为一个内存块，Buffer有一个固定的大小值，也叫“capacity”。只能往里写capacity个byte、long，char等类型。一旦Buffer满了，需要将其清空（通过读数据或者清除数据）才能继续写数据往里写数据。
  • position
    当写数据到Buffer中时，position表示当前的位置。初始的position值为0。当一个byte、long等数据写到Buffer 后， position会向前移动到下一个可插入数据的Buffer单元。position最大可为capacity – 1.
    当读取数据时，也是从某个特定位置读。当将Buffer从写模式切换到读模式，position会被重置为0. 当从Buffer的position处读取数据时，position向前移动到下一个可读的位置。
  • limit
    在写模式下，Buffer的limit表示最多能往Buffer里写多少数据。 写模式下，limit等于Buffer的capacity。
    当切换Buffer到读模式时， limit表示最多能读到多少数据。因此，当切换Buffer到读模式时，limit会被设置成写模式下的position值。换句话说，能读到之前 写入的所有数据（limit被设置成已写数据的数量，这个值在写模式下就是position）。
• 常用方法
  
  • allocate( ):分配一个新的字节缓冲区
  • flip( ):将Buffer从写模式切换到读模式
  • hasRemaining（）：告知在当前位置和限制之间是否有元素，当且仅当次缓冲区中至少还有一个元素时返回true
  • get( ):读取此缓冲区当前位置的字节，然后该位置递增。
  • clear( )与compact( )方法：
    
    • 一旦读完Buffer中的数据，需要让Buffer准备好再次被写入。可以通过clear()或compact()方法来完成。
      如果调用的是clear()方法，position将被设回0，limit被设置成 capacity的值。换句话说，Buffer 被清空了。Buffer中的数据并未清除，只是这些标记告诉我们可以从哪里开始往Buffer里写数据。
    • 如果Buffer中有一些未读的数据，调用clear()方法，数据将“被遗忘”，意味着不再有任何标记会告诉你哪些数据被读过，哪些还没有。
    • 如果Buffer中仍有未读的数据，且后续还需要这些数据，但是此时想要先先写些数据，那么使用compact()方法。
      compact()方法将所有未读的数据拷贝到Buffer起始处。然后将position设到最后一个未读元素正后面。limit属性依然像clear()方法一样，设置成capacity。现在Buffer准备好写数据了，但是不会覆盖未读的数据。

（3）selector

• 为了将Channel和Selector配合使用，必须将channel注册到selector上。通过SelectableChannel.register()方法来实现。
• 与Selector一起使用时，Channel必须处于非阻塞模式下。这意味着不能将FileChannel与Selector一起使用，因为FileChannel不能切换到非阻塞模式。而套接字通道都可以。