Java NIO 由以下几个核心部分组成:
- Channels
- Buffers
- Selectors
虽然Java NIO 中除此之外还有很多类和组件,但在我看来,Channel,Buffer 和 Selector 构成了核心的API。其它组件,如Pipe和FileLock,只不过是与三个核心组件共同使用的工具类。因此,在概述中我将集中在这三个组件上。其它组件会在单独的章节中讲到。
Channel 和 Buffer
基本上,所有的 IO 在NIO 中都从一个Channel 开始。Channel 有点象流。 数据可以从Channel读到Buffer中,也可以从Buffer 写到Channel中。这里有个图示:
Channel和Buffer有好几种类型。下面是JAVA NIO中的一些主要Channel的实现:
- FileChannel
- DatagramChannel
- SocketChannel
- ServerSocketChannel
正如你所看到的,这些通道涵盖了UDP 和 TCP 网络IO,以及文件IO。
与这些类一起的有一些有趣的接口,但为简单起见,我尽量在概述中不提到它们。本教程其它章节与它们相关的地方我会进行解释。
以下是Java NIO里关键的Buffer实现:
- ByteBuffer
- CharBuffer
- DoubleBuffer
- FloatBuffer
- IntBuffer
- LongBuffer
- ShortBuffer
这些Buffer覆盖了你能通过IO发送的基本数据类型:byte, short, int, long, float, double 和 char。
Java NIO 还有个 MappedByteBuffer,用于表示内存映射文件
Selector
Selector允许单线程处理多个 Channel。如果你的应用打开了多个连接(通道),但每个连接的流量都很低,使用Selector就会很方便。例如,在一个聊天服务器中。
这是在一个单线程中使用一个Selector处理3个Channel的图示:
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。
正如上面所说,从通道读取数据到缓冲区,从缓冲区写入数据到通道。
Channel的实现
这些是Java NIO中最重要的通道的实现:
- FileChannel
- DatagramChannel
- SocketChannel
- ServerSocketChannel
FileChannel 从文件中读写数据。
DatagramChannel 能通过UDP读写网络中的数据。
SocketChannel 能通过TCP读写网络中的数据。
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。
基本的 Channel 示例
package filechannel;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
public class Example1 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
RandomAccessFile raFile = new RandomAccessFile("test.txt", "rw");
FileChannel channel=raFile.getChannel();
ByteBuffer buffer=ByteBuffer.allocate(1024);
int hasRead=channel.read(buffer);
while(hasRead!=-1){
buffer.flip();
// 准备可以读
while(buffer.hasRemaining()){
System.out.print((char)buffer.get());
}
buffer.clear();
//清空缓存区
hasRead=channel.read(buffer);
}
}
}