1、NIO（New IO）非阻塞式IO
2、IO和NIO区别:
IO：面向流（Stream oriented）
阻塞IO（Blocking IO）
NIO:面向缓冲区（Buffer Oriented）
非阻塞IO
*选择器（Selectors）
通道负责传输，buffer负责存储。
3、（1）、缓存区（Buffer):在java NIO中负责数据的存取，缓冲区就是数组，用户存储不同类型的数据。
根据数据类型不同（boolean）除外，提供了相应的缓冲区。
ByteBuffer
CharBuffer
shortBuffer
IntBuffer
LongBuffer
Floatbuffer
(2)缓冲区存取数据的两个核心方法：
put():存
get()：取
（3）缓冲区四个核心属性：
capacity：容量，表示缓冲区中最大存储数据的容量，一旦声明不可改变。
limit：界限，表示缓冲区可以操作数据的大小。
position：位置，表示缓冲区正在操作的数据位置。
flip()切换到读取数据的模式
rewind()可重复读数据
clear()清空缓冲区
mark：标记，表示记录当前position的位置，可以通过
4、直接缓冲区和非直接缓冲区。
非直接缓冲区通过allocate()方法分配缓冲区，将缓冲区建立在jvm的内存中。
直接缓冲区：通过allocateDirect()方法分配直接缓冲区。
通道（Channel）：用于源节点与目标节点的连接，在java NIO中负责缓冲区中数据的传输。通道
本身不存数据。
5、通道的主要实现类。
java nio channel.channel接口。
fileChannel本地书籍传输
socketChannel 网络数据传输
ServersocketChannel
datagramChannel
6、获取通道
java针对支持通道的类提供了getChannel()方法
本地IO
FileInputStream/FileOupputStream
RandomAccessFile
网络ID:
Socket
serverSocket
DatagramSocket
2、在jdk1.7中的NIO.2正对各个通道提供了静态方法open()
3、Files工具类的newByteChannel()也可以获取通道
7、通道之间数据传输。
transferFrom()
transferTo()
8、分散(Scatter)与聚集（Gather）
分散读取（Scattering Reads）:将通道得数据分散到多个缓冲区中
聚集写入(Gathering Writes) :将多个缓冲区的数据聚集到通道中
9、NIO的非阻塞式网络通信。
主要式选择器：Selector，客户端所有的通道都会注册到选择器上。直到请求准备就绪才会分配到服务器上。
使用NIO完成网络通信的三个核心：
通道（Channel）：负责连接
缓冲区（Buffer）：负责数据存取
选择器（Selector）：是SelectableChannel的多路复用器。用于监控SelectableChannel的IO状况。
public class TestNonBlockingNIO{
//客户端
@Test
public void client(){
//1、获取通道 open()
//2、切换成非阻塞模式
channel.configureBlocking(false);
}
}
package com.lxkj.nio.client;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
//客户端的实现有3个步骤：1.请求连接。2.当连接成功，写数据。3.读取服务端结果。
public class NIOClient implements Runnable {
private BlockingQueue<String> words;
private Random random;
public static void main(String[] args) {
// 多个线程发起Socket客户端连接请求
for (int i = 0; i < 5; i++) {
NIOClient c = new NIOClient();
c.init();
new Thread(c).start();
}
}
//1. 初始化要发送的数据
private void init() {
words = new ArrayBlockingQueue<String>(5);
random = new Random();
try {
words.put("hi");
words.put("who");
words.put("what");
words.put("where");
words.put("bye");
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
//2. 启动子线程代码
@Override
public void run() {
SocketChannel channel = null;
Selector selector = null;
try {
//3. 创建连接服务端的通道 并设置为阻塞方法，这里需要指定服务端的ip和端口号
channel = SocketChannel.open();
channel.configureBlocking(false);//切换成非阻塞模式
channel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 8383));
selector = Selector.open();
//4. 请求关心连接事件
channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);
boolean isOver = false;
while (!isOver) {
selector.select();
//获取到所有的key
Iterator<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys().iterator();
while (keys.hasNext()) {
SelectionKey key = keys.next();
keys.remove();
if (key.isConnectable()) { //5. 当通道连接准备完毕，发送请求并指定接收允许获取服务端返回信息
if (channel.isConnectionPending()) {
if (channel.finishConnect()) {
key.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
channel.write(CharsetHelper.encode(CharBuffer.wrap(getWord())));
sleep();
} else {
key.cancel();
}
}
} else if (key.isReadable()) {//6. 开始读取服务端返回数据
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(512);
channel.read(byteBuffer);
byteBuffer.flip();
String answer = CharsetHelper.decode(byteBuffer).toString();
System.out.println("client get the answer:" + answer);
String word = getWord();
if (word != null) {
channel.write(CharsetHelper.encode(CharBuffer.wrap(getWord())));
} else {
isOver = true;
}
sleep();
}
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//7. 关闭通道
if (channel != null) {
try {
channel.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public String getWord() {
return words.poll();
}
private void sleep() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(random.nextInt(3));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
package com.lxkj.nio.server;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import com.lxkj.nio.util.CharsetHelper;
//服务端的事件有2个，一是接受连接事件，二是读取数据：
public class NIOServer {
private ByteBuffer readBuffer;
private Selector selector;//选择器(轮询器)
private ServerSocket serverSocket;
public void init(){//启动
//1、创建临时缓冲区(非直接缓冲区)
readBuffer=ByteBuffer.allocate(1024);
//2、创建服务端socket非阻塞通道
ServerSocketChannel serverSocketChannel;
try{
//打开服务器端通道
serverSocketChannel=ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
//3、指定内部socket绑定服务器端地址 并支持重用端口，因为有可能多个客户端同时访问同一端口
serverSocket=serverSocketChannel.socket();
serverSocket.setReuseAddress(true);
serverSocket.bind(new InetSocketAddress(8383));
//4、创建轮询器并绑定到管道上，开始监听客户端请求
selector=Selector.open();
//绑定到管道上，也就是注册
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
private void listener(){//监听时间
while(true){
try{
//5、开始监听事件，不断取出key,假如存在事件，则直接处理
selector.select();
Iterator<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys().iterator();
while (keys.hasNext()) {
SelectionKey key = keys.next();
keys.remove();
handleKey(key);
}
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
private void handleKey(SelectionKey key) throws IOException {
SocketChannel channel = null;
try {
//6. 如果有客户端要连接 这里则处理是否接受连接事件
if (key.isAcceptable()) {
ServerSocketChannel severChannel = (ServerSocketChannel) key.channel();
channel = severChannel.accept();
channel.configureBlocking(false);
// 告诉轮询器 接下来关心的是读取客户端数据这件事
channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
} else if (key.isReadable()) { //7. 如果客户端发送数据，则这里读取数据。
channel = (SocketChannel) key.channel();
// 清空缓冲区
readBuffer.clear();
// 当客户端关闭channel后，会不断收到read事件，此刻read方法返回-1 所以对应的服务器端也需要关闭channel
int readCount = channel.read(readBuffer);
if (readCount > 0) {
readBuffer.flip();
String question = CharsetHelper.decode(readBuffer).toString();
System.out.println("server get the question:" + question);
String answer = getAnswer(question);
channel.write(CharsetHelper.encode(CharBuffer.wrap(answer)));
} else {
channel.close();
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
//8. 断开连接通道
if (channel!=null) {
channel.close();
}
}
}
public static String getAnswer(String question) {
String answer = null;
switch (question) {
case "who":
answer = "我是小娜
";
break;
case "what":
answer = "我是来帮你解闷的
";
break;
case "where":
answer = "我来自外太空
";
break;
case "hi":
answer = "hello
";
break;
case "bye":
answer = "88
";
break;
default:
answer = "请输入 who， 或者what， 或者where";
}
return answer;
}
public static void main(String[] args) {
NIOServer server = new NIOServer();
server.init();
System.out.println("server started:8383");
server.listener();
}
}