Java NIO非堵塞應用通常適用用在I/O讀寫等方面,主要包括非阻塞,Buffer,內存映射,塊讀取。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。
原來的 I/O 以流的方式處理數據,而 NIO 以塊的方式處理數據。 面向流 的 I/O 系統一次一個字節地處
理數據。一個輸入流產生一個字節的數據,一個輸出流消費一個字節的數據。為流式數據創建過濾器非常容易。鏈接幾個過濾器,以便每個過濾器只負責單個復雜處理機制的一部分,這樣也是相對簡單的。不利的一面是,面向流的 I/O 通常相當慢。 一個 面向塊 的 I/O 系統以塊的形式處理數據。每一個操作都在一步中產生或者消費一個數據塊。按塊處理數據比按(流式的)字節處理數據要快得多。但是面向塊的 I/O 缺少一些面向流的I/O 所具有的優雅性和簡單性。
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。
首先簡單的印象是NIO快,所以想寫個程序驗證一下.如下復制:

public static void test2(String name1, String name2)
{
long start = System.currentTimeMillis();

try
{
FileInputStream fis = new FileInputStream(name1);
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(name2);
byte [] buf = new byte [ 8129 ];

while ( true )
{
int n = fis.read(buf);

if (n == - 1 )
{
break ;
}
fos.write(buf, 0 ,n);
}
fis.close();
fos.close();

} catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
long end = System.currentTimeMillis();
long time = end - start;
System.out.println(time);
}

public static void test3(String name1, String name2)
{
long start = System.currentTimeMillis();

try
{
FileInputStream in = new FileInputStream(name1);
FileOutputStream out = new FileOutputStream(name2);
FileChannel fc1 = in.getChannel();
FileChannel fc2 = out.getChannel();
ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate( 8129 );

while ( true )
{
bb.clear();
int n = fc1.read(bb);

if (n == - 1 )
{
break ;
}
bb.flip();
fc2.write(bb);
}
fc1.close();
fc2.close();

} catch (IOException e)
{
}
long end = System.currentTimeMillis();
long time = end - start;
System.out.println(time);
}
本以為可以結束,結果測試結果出乎意料,函數一比函數二要快,就是說Old IO快于NIO ,從此也就開始了整個過程:
為了了解這個問題,仔細搜索并仔細再看IBM 的NIO教程,看到如下這段話
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在 JDK 1.4 中原來的 I/O 包和 NIO 已經很好地集成了。 java.io.* 已經以 NIO 為基礎重新實現了,
所以現在它可以利用 NIO 的一些特性。例如, java.io.* 包中的一些類包含以塊的形式讀寫數據的方法,
這使得即使在更面向流的系統中,處理速度也會更快。 也可以用 NIO 庫實現標準 I/O 功能。例如,
可以容易地使用塊 I/O 一次一個字節地移動數據。但是正如您會看到的,NIO 還提供了原 I/O 包中所沒有的許多好處。
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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:
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 NBTest
{



/** *//** Creates new NBTest */
public NBTest()

{
}

public void startServer() throws Exception

{
int channels = 0;
int nKeys = 0;
int currentSelector = 0;

//使用Selector
Selector selector = Selector.open();

//建立Channel 并綁定到9000端口
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(),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("NBTest: 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0
if(nKeys > 0)

{
debug("NBTest: 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 selectedKeys = selector.selectedKeys();
Iterator i = selectedKeys.iterator();
while(i.hasNext())

{
s = (SelectionKey) i.next();
printKeyInfo(s);
debug("NBTest: 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("NBTest: Channel not acceptable");
}
}
}
else

{
debug("NBTest: 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[])


{
NBTest nbTest = new NBTest();
try

{
nbTest.startServer();
}
catch(Exception e)

{
e.printStackTrace();
}
}

}




這是一個守候在端口9000的noblock server例子,如果我們編制一個客戶端程序,就可以對它進行互動操作,或者使用telnet 主機名 90000 可以鏈接上。
通過仔細閱讀這個例程,相信你已經大致了解NIO的原理和使用方法,下一篇,我們將使用多線程來處理這些數據,再搭建一個自己的Reactor模式。