Java NIO原理和使用

板橋里人 2002/11/01 jdon.com

簡介

Java　NIO非堵塞應用通常適用用在I/O讀寫等方面，我們知道，系統運行的性能瓶頸通常在I/O讀寫，包括對端口和文件的操作上，過去，在打開一個I/O通道后，read()將一直等待在端口一邊讀取字節內容，如果沒有內容進來，read()也是傻傻的等，這會影響我們程序繼續做其他事情，那么改進做法就是開設線程，讓線程去等待，但是這樣做也是相當耗費資源的。

Java NIO非堵塞技術實際是采取Reactor模式，或者說是Observer模式為我們監察I/O端口，如果有內容進來，會自動通知我們，這樣，我們就不必開啟多個線程死等，從外界看，實現了流暢的I/O讀寫，不堵塞了。

Java NIO出現不只是一個技術性能的提高，你會發現網絡上到處在介紹它，因為它具有里程碑意義，從JDK1.4開始，Java開始提高性能相關的功能，從而使得Java在底層或者并行分布式計算等操作上已經可以和C或Perl等語言并駕齊驅。

如果你至今還是在懷疑Java的性能，說明你的思想和觀念已經完全落伍了，Java一兩年就應該用新的名詞來定義。從JDK1.5開始又要提供關于線程、并發等新性能的支持，Java應用在游戲等適時領域方面的機會已經成熟，Java在穩定自己中間件地位后，開始蠶食傳統C的領域。

本文主要簡單介紹NIO的基本原理，在下一篇文章中，將結合Reactor模式和著名線程大師Doug Lea的一篇文章深入討論。

NIO主要原理和適用

NIO 有一個主要的類Selector,這個類似一個觀察者，只要我們把需要探知的socketchannel告訴Selector,我們接著做別的事情，當有事件發生時，他會通知我們，傳回一組SelectionKey,我們讀取這些Key,就會獲得我們剛剛注冊過的socketchannel,然后，我們從這個Channel中讀取數據，放心，包準能夠讀到，接著我們可以處理這些數據。

Selector內部原理實際是在做一個對所注冊的channel的輪詢訪問，不斷的輪詢(目前就這一個算法)，一旦輪詢到一個channel有所注冊的事情發生，比如數據來了，他就會站起來報告，交出一把鑰匙，讓我們通過這把鑰匙來讀取這個channel的內容。

了解了這個基本原理，我們結合代碼看看使用，在使用上，也在分兩個方向，一個是線程處理，一個是用非線程，后者比較簡單，看下面代碼：

package java_test;import java.io.*; import java.nio.*; import java.nio.channels.*; import java.nio.channels.spi.*; import java.net.*; import java.util.*;/**** @author Administrator* @version*/ public class NIOTest {public NIOTest() {}public void startServer() throws Exception {int channels = 0;int nKeys = 0;// 使用SelectorSelector selector = Selector.open();// 建立Channel 并綁定到9000端口ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();InetAddress inetaddr = InetAddress.getLocalHost();debug("NIOTest: ip add -- "+inetaddr);InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(inetaddr, 9000);ssc.socket().bind(address);// 使設定non-blocking的方式。ssc.configureBlocking(false);// 向Selector注冊Channel及我們有興趣的事件SelectionKey s = ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);printKeyInfo(s);while (true) // 不斷的輪詢{debug("NIOTest: Starting select");// Selector通過select方法通知我們我們感興趣的事件發生了。nKeys = selector.select();// 如果有我們注冊的事情發生了，它的傳回值就會大于0if (nKeys > 0) {debug("NIOTest: Number of keys after select operation: " + nKeys);// Selector傳回一組SelectionKeys// 我們從這些key中的channel()方法中取得我們剛剛注冊的channel。Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();Iterator<SelectionKey> i = selectedKeys.iterator();while (i.hasNext()) {s = (SelectionKey) i.next();printKeyInfo(s);debug("NIOTest: Nr Keys in selector: "+ selector.keys().size());// 一個key被處理完成后，就都被從就緒關鍵字（ready keys）列表中除去i.remove();if (s.isAcceptable()) {// 從channel()中取得我們剛剛注冊的channel。Socket socket = ((ServerSocketChannel) s.channel()).accept().socket();SocketChannel sc = socket.getChannel();sc.configureBlocking(false);sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ| SelectionKey.OP_WRITE);System.out.println(++channels);} else {debug("NIOTest: Channel not acceptable");}}} else {debug("NIOTest: Select finished without any keys.");}}}private static void debug(String s) {System.out.println(s);}private static void printKeyInfo(SelectionKey sk) {String s = new String();s = "Att: " + (sk.attachment() == null ? "no" : "yes");s += ", Read: " + sk.isReadable();s += ", Acpt: " + sk.isAcceptable();s += ", Cnct: " + sk.isConnectable();s += ", Wrt: " + sk.isWritable();s += ", Valid: " + sk.isValid();s += ", Ops: " + sk.interestOps();debug(s);}/*** @param args* the command line arguments*/public static void main(String args[]) {NIOTest NIOTest = new NIOTest();try {NIOTest.startServer();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}

測試

在console下，telnet ip 9000

然后可以看到server的響應了

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java NIO原理和使用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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