首页  思维导图  详情

Java NIO

2021-04-02 16:16:52   20  举报





AI智能生成

Java NIO脑图

Java非阻塞IO

作者其他创作

大纲/内容

Channels

Java NIO的通道类似流，但又有些不同：
既可以从通道中读取数据，又可以写数据到通道。但流的读写通常是单向的。
通道可以异步地读写。
通道中的数据总是要先读到一个Buffer，或者总是要从一个Buffer中写入

类实现

FileChannel

Java NIO中的FileChannel是一个连接到文件的通道。可以通过文件通道读写文件。
FileChannel无法设置为非阻塞模式，它总是运行在阻塞模式下。

创建

通过使用一个InputStream、OutputStream或RandomAccessFile来获取一个FileChannel实例

读

首先，分配一个Buffer。从FileChannel中读取的数据将被读到Buffer中。

然后，调用FileChannel.read()方法。该方法将数据从FileChannel读取到Buffer中。read()方法返回的int值表示了有多少字节被读到了Buffer中。如果返回-1，表示到了文件末尾

写

使用FileChannel.write(buffer)方法向FileChannel写数据，该方法的参数是一个Buffer。FileChannel.write()是在while循环中调用的

关闭

channel.close();

方法

transferFrom(ReadableByteChannel src, long position, long count)

FilChannel的transferFrom()方法可以将数据从源通道传输到FileChannel中

src

源Channel

position

从position处开始向目标文件写入数据

count

count表示最多传输的字节数。如果源通道的剩余空间小于 count 个字节，则所传输的字节数要小于请求的字节数

transformTo(long position, long count, WritableByteChannel target)

transferTo()方法将数据从FileChannel传输到其他的channel中

position

count

target

目标channel

position

position()

获取FileChannel的当前位置

position(long pos)

设置FileChannel的当前位置

size()

返回该实例所关联文件的大小

truncate(long end)

截取文件时，文件将中end后面的部分将被删除

force(boolean metaData)

将通道里尚未写入磁盘的数据强制写到磁盘上。出于性能方面的考虑，操作系统会将数据缓存在内存中，所以无法保证写入到FileChannel里的数据一定会即时写到磁盘上。要保证这一点，需要调用force()方法。

force()方法有一个boolean类型的参数，指明是否同时将文件元数据（权限信息等）写到磁盘上。

DatagramChannel

SocketChannel

ServerSocketChannel

Buffers

Java NIO中的Buffer用于和NIO通道进行交互。如你所知，数据是从通道读入缓冲区，从缓冲区写入到通道中的。

缓冲区本质上是一块可以写入数据，然后可以从中读取数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象，并提供了一组方法，用来方便的访问该块内存

类实现

ByteBuffer

CharBuffer

DoubleBuffer

FloatBuffer

IntBuffer

LongBuffer

ShortBuffer

三个属性

capacity

作为一个内存块，Buffer有一个固定的大小值，也叫“capacity”.你只能往里写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

读

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

写

当你写数据到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

limit

读

当切换Buffer到读模式时， limit表示你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，你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）

写

在写模式下，Buffer的limit表示你最多能往Buffer里写多少数据。写模式下，limit等于Buffer的capacity

创建

ByteBuffer.allocate(capacity);

写数据

从Channel写入Buffer

int bytesRead = inChannel.read(buf);

手动写数据到buffer

buffer.put(value)

读数据

从Buffer读取数据到Channel

int bytesWritten = inChannel.write(buf);

使用get()方法从Buffer中读取数据

byte aByte = buf.get();

方法

flip()

flip方法将Buffer从写模式切换到读模式。调用flip()方法会将position设回0，并将limit设置成之前position的值

rewind()

Buffer.rewind()将position设回0，所以你可以重读Buffer中的所有数据。limit保持不变，仍然表示能从Buffer中读取多少个元素（byte、char等）

clear()与compact()

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

clear()

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

compact()

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

equals()与compareTo()

可以使用equals()和compareTo()方法两个Buffer

equals()

当满足下列条件时，表示两个Buffer相等：

1.有相同的类型（byte、char、int等）。
2.Buffer中剩余的byte、char等的个数相等。
3.Buffer中所有剩余的byte、char等都相同。
equals只是比较Buffer的一部分，不是每一个在它里面的元素都比较。实际上，它只比较Buffer中的剩余元素

compareTo()

compareTo()方法比较两个Buffer的剩余元素(byte、char等)，如果满足下列条件，则认为一个Buffer“小于”另一个Buffer：

1.第一个不相等的元素小于另一个Buffer中对应的元素。
2.所有元素都相等，但第一个Buffer比另一个先耗尽(第一个Buffer的元素个数比另一个少)

scatter/gather

从Channel（译者注：Channel在中文经常翻译为通道）中读取或者写入到Channel的操作

scatter

从Channel中读取是指在读操作时将读取的数据写入多个buffer中。因此，Channel将从Channel中读取的数据“分散（scatter）”到多个Buffer中

gather

写入Channel是指在写操作时将多个buffer的数据写入同一个Channel，因此，Channel 将多个Buffer中的数据“聚集（gather）”后发送到Channel

应用场景

scatter / gather经常用于需要将传输的数据分开处理的场合，例如传输一个由消息头和消息体组成的消息，你可能会将消息体和消息头分散到不同的buffer中，这样你可以方便的处理消息头和消息体

Selectors

Selector（选择器）是Java NIO中能够检测一到多个NIO通道，并能够知晓通道是否为诸如读写事件做好准备的组件。这样，一个单独的线程可以管理多个channel，从而管理多个网络连接

创建

Selector selector = Selector.open();