Java NIO原理和使用
板橋里人 2002/11/01 jdon.com
Java NIO非堵塞應(yīng)用通常適用用在I/O讀寫等方面，我們知道，系統(tǒng)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(jié)內(nèi)容，如果沒有內(nèi)容進來，read()也是傻傻的等，這會影響我們程序繼續(xù)做其他事情，那么改進做法就是開設(shè)線程，讓線程去等待，但是這樣做也是相當(dāng)耗費資源的。
Java NIO非堵塞技術(shù)實際是采取Reactor模式，或者說是Observer模式為我們監(jiān)察I/O端口，如果有內(nèi)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(xiàn)了流暢的I/O讀寫，不堵塞了。
Java NIO出現(xiàn)不只是一個技術(shù)性能的提高，你會發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(guān)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(jīng)可以和C或Perl等語言并駕齊驅(qū)。
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(jīng)完全落伍了，Java一兩年就應(yīng)該用新的名詞來定義。從JDK1.5開始又要提供關(guān)于線程、并發(fā)等新性能的支持，Java應(yīng)用在游戲等適時領(lǐng)域方面的機會已經(jīng)成熟，Java在穩(wěn)定自己中間件地位后，開始蠶食傳統(tǒng)C的領(lǐng)域。
本文主要簡單介紹NIO的基本原理，在下一篇文章中，將結(jié)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(dāng)有事件發(fā)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(shù)據(jù)，放心，包準(zhǔn)能夠讀到，接著我們可以處理這些數(shù)據(jù)。
Selector內(nèi)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(fā)生，比如數(shù)據(jù)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(nèi)容。
了解了這個基本原理，我們結(jié)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(shè)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(fā)生了。
nKeys = selector.select();
//如果有我們注冊的事情發(fā)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(guān)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(xì)閱讀這個例程，相信你已經(jīng)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(shù)據(jù)，再搭建一個自己的Reactor模式。
轉(zhuǎn)自：http://www.jdon.com/concurrent/nio%D4%AD%C0%ED%D3%A6%D3%C3.htm