NIO Channel的学习笔记总结

摘自：http://blog.csdn.net/tsyj810883979/article/details/6876603

1.1  非阻塞模式

        Java  NIO非堵塞应用通常适用用在I/O读写等方面，我们知道，系统运行的性能瓶颈通常在I/O读写，包括对端口和文件的操作上，过去，在打开一个I/O通道后，read()将一直等待在端口一边读取字节内容，如果没有内容进来，read()也是傻傻的等，这会影响我们程序继续做其他事情，那么改进做法就是开设线程，让线程去等待，但是这样做也是相当耗费资源(传统socket通讯服务器设计模式)的。

　　Java NIO非堵塞技术实际是采取Reactor模式，或者说是Observer模式为我们监察I/O端口，如果有内容进来，会自动通知我们，这样，我们就不必开启多个线程死等，从外界看，实现了流畅的I/O读写，不堵塞了。

　　Java NIO出现不只是一个技术性能的提高，你会发现网络上到处在介绍它，因为它具有里程碑意义，从JDK1.4开始，Java开始提高性能相关的功能，从而使得Java在底层或者并行分布式计算等操作上已经可以和C或Perl等语言并驾齐驱。

　　如果你至今还是在怀疑Java的性能，说明你的思想和观念已经完全落伍了，Java一两年就应该用新的名词来定义。从JDK1.5开始又要提供关于线程、并发等新性能的支持，Java应用在游戏等适时领域方面的机会已经成熟，Java在稳定自己中间件地位后，开始蚕食传统C的领域。

       NIO 有一个主要的类Selector,这个类似一个观察者，只要我们把需要探知的socketchannel告诉Selector,我们接着做别的事情，当有事件发生时，他会通知我们，传回一组  SelectionKey,我们读取这些Key,就会获得我们刚刚注册过的socketchannel,然后，我们从这个Channel中读取数据，放心，包准能够读到，接着我们可以处理这些数据。　　Selector内部原理实际是在做一个对所注册的channel的轮询访问，不断的轮询(目前就这一个算法)，一旦轮询到一个channel有所注册的事情发生，比如数据来了，他就会站起来报告，交出一把钥匙，让我们通过这把钥匙(SelectionKey表示SelectableChannel在Selector中的注册的标记)来读取这个channel的内容。

实现一：使用nio实现文件复制

package study.nio;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.ByteBuffer;
public class TestCopyFile {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //调用FileManager类的copyFile静态方法
        FileManager.copyFile(new File("src.txt"), new File("dst.txt"));
    }
}
class FileManager {
    //把可能出现的异常抛给上层调用者处理
    public static void copyFile(File src, File dst)
            throws FileNotFoundException, IOException {
        //得到一个源文件对应的输入通道
        FileChannel fcin = new FileInputStream(src).getChannel();
        //得到一个目标文件对应的输出通道
        FileChannel fcout = new FileOutputStream(dst).getChannel();
        //生成一个1024字节的ByteBuffer实例
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        while(fcin.read(buf) != -1) {
            buf.flip();     //准备写
            fcout.write(buf);
            buf.clear();        //准备读
        }
    }

}

还可以使用下面方式进行操作，在FileChannel中有两个特殊方法可以允许我们直接将两个通道相连：

long transferFrom(ReadableByteChannel src, long position, long count);

long transferTo(long position, long count, WriteableByteChannel targets);

上面while循环可以替换为：

fcin.transferTo(0, fcin.size(), fcout); 或者 fcout.transferFrom(fcin, 0, fcin.size());

实现二：向一个空文件中写入some text，再以只读方式打开该文件，在尾部追加some more，最终将该文件内容输出。

package study.nio;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public class GetChannel {
    //为了使代码明晰，暂不处理异常
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        FileChannel fc = null;
        //向一个文件中写入文本
        fc = new FileOutputStream(new File("data.txt")).getChannel();
        fc.write(ByteBuffer.wrap("some text".getBytes()));
        fc.close();
        //以读写方式打开文件，并在尾部追加内容
        fc = new RandomAccessFile("data.txt", "rw").getChannel();
        fc.position(fc.size());
        fc.write(ByteBuffer.wrap("some more".getBytes()));
        fc.close();
        //将文件里的内容读出来
        fc = new FileInputStream("data.txt").getChannel();
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        fc.read(buf);
        buf.flip();
        while(buf.hasRemaining()) {
            System.out.print((char)buf.get());
        }
    }
}

实现三：将一个大文件映射到内存并查找指定的文本内容是否在该文件中（曾记得李开复与微软的故事，当然李开复是从邮件中查找信息，并且邮件被截成了图片，⊙﹏⊙b汗）

public class LargeMappedFiles {
    public static void main(String args[]) {
        try {
            File[] files = new File[] {new File("src1.txt"), new File("src2.txt")};
          ArrayList<String> ls = search(files, "something is wrong");
          for(int i=0; i<ls.size(); i++) {
            System.out.println(ls.get(i));
          }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    //实现简单的内容检索
    private static ArrayList<String> search(File[] files, String text) throws Exception {
        //把检索结果放到一个list中
        ArrayList<String> result = new ArrayList<String>();
        //循环遍历文件
        for(File src : files) {
            //将整个文件映射到内存
            MappedByteBuffer dst = new RandomAccessFile(src, "rw")
            .getChannel()
            .map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, src.length());
        //对字符进行解码
        String str = Charset.forName("UTF-8").decode(dst).toString();
        //准备进行读
        dst.flip();
        if(str.indexOf(text) != -1) {
            result.add(src.getName());
        }
        //准备写
        dst.clear();
        }
        return result;
    }
}

实现四：在前面的学习中了解到nio为所有原始数据类型提供了Buffer支持，并且在ByteBuffer中实现了asXBuffer()方法直接将一个ByteBuffer转换成其它类型的Buffer。本例实现数据类型的转换。

import java.nio.IntBuffer;
import java.nio.FloatBuffer;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.util.Arrays;

public class CastBuffer {
    static byte[] bytes = new byte[] {0, 1, 2, 3, 4, 5, 'a', 'b', 'c'};

    public static void main(String[] args) {
        ByteBuffer bBuf = ByteBuffer.wrap(bytes);
        System.out.println(Arrays.toString(bBuf.array()));
        //转换成IntBuffer
        IntBuffer iBuf = ((ByteBuffer)bBuf.rewind()).asIntBuffer();
        while(iBuf.hasRemaining()) {
            System.out.print(iBuf.get()+",");
        }
        //转换成FloatBuffer
        FloatBuffer fBuf = ((ByteBuffer)bBuf.rewind()).asFloatBuffer();
        while(fBuf.hasRemaining()) {
            System.out.print(fBuf.get()+",");
        }
    }
}

其它类型转换与上面方法类似，各种方法都相似。