Java NIO

目录：

1、Java NIO 简介
2、NIO主要组件介绍
    2.1、Buffer
    2.2、Channel
    2.3、Selector
3、缓冲区（Buffer）的数据存取
    3.1、缓冲区中的四个核心属性
    3.2、flip() 方法和 clear() 方法
    3.3、Buffer常用方法
    3.4、直接缓冲区与非直接缓冲区
4、通道（Channel）
    4.1、通道的主要实现类
    4.2、获取通道 三种方式
    4.3、利用通道完成文件的复制
    4.4、分散(Scatter)与聚集(Gather)
    4.5、字符集：Charset
5、NIO 非阻塞原理
    5.1、使用 NIO 完成网络通信的三个核心
    5.2、阻塞 TCP 编程
    5.3、非阻塞 TCP 编程
    5.4、非阻塞 UDP 编程
    5.5、Pipe.SinkChannel 和 Pipe.SourceChannel

1、Java NIO 简介    <--返回目录

　　Java NIO（New IO，Non-Blocking IO）是从java1.4 版本开始引入的一个新的 IO API，可以替代标准的 Java IO API。NIO 与原来的 IO 有同样的作用和目的，但是使用的方式完全不同，NIO 支持面向缓冲区的、基于通道的 IO 操作。NIO 将以更加高效的方式进行文件的读写操作。

　　Java NIO有两种解释：一种叫非阻塞 IO（Non-blocking I/O），另一种也叫新的 IO（New I/O），其实是同一个概念。它是一种同步非阻塞的 I/O 模型，也是 I/O 多路复用的基础，已经被越来越多地应用到大型应用服务器，成为解决高并发与大量连接、I/O处理问题的有效方式。

　　NIO 是一种基于通道和缓冲区的 I/O 方式，它可以使用 Native 函数库直接分配堆外内存（区别于 JVM 的运行时数据区），然后通过一个存储在 Java 堆里面的 DirectByteBuffer 对象作为这块内存的直接引用进行操作。这样能在一些场景显著提高性能，因为避免了在 Java 堆和 Native 堆中来回复制数据。

　　NIO 与 IO 的主要区别：

　　1）BIO 以流的方式处理数据，而NIO 以块的方式处理数据，块 I/O 的效率比流 I/O 高很多；
　　2）BIO 是阻塞的，NIO 是非阻塞的；
　　3）BIO 基于字节流和字符流进行操作，而 NIO 基于 Channel（通道）和 Buffer（缓冲区）进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector（选择器）用于监听多个通道的时间（比如：连接请求，数据到达等），因此使用单个线程就可以监听多个客户端通道；
　　4）BIO 是单向的，如：InputStream, OutputStream；而 NIO 是双向的，既可以用来进行读操作，又可以用来进行写操作。

 
　　Java NIO 系统的核心在于：通道（Channel）与缓冲区（Buffer）。通道表示打开到 IO 设备（例如文件、套接字）的连接。若需要使用 NIO 系统，需要获取用于连接 IO 设备的通道以及用于容纳数据的缓冲区。然后操作缓冲区，对数据进行处理。简而言之，Channel 负责传输，Buffer 负责存储。

2、NIO主要组件介绍    <--返回目录

2.1、Buffer    <--返回目录

　　Buffer（缓冲区）是一个用于存储特定基本类型数据的容器。除了 boolean 外，其余每种基本类型都有一个对应的buffer类。

　　Buffer类的子类有：

• ByteBuffer
• CharBuffer
• DoubleBuffer
• FloatBuffer
• IntBuffer
• LongBuffer
• ShortBuffer

2.2、Channel    <--返回目录

　　Channel（通道）表示到实体，如硬件设备、文件、网络套接字或可以执行一个或多个不同 I/O 操作（如读取或写入）的程序组件的开放的连接。

　　Channel接口的常用实现类有：

• FileChannel（对应文件IO）
• DatagramChannel（对应UDP）
• SocketChannel 和 ServerSocketChannel（对应TCP的客户端和服务器端）

　　Channel 和 IO 中的 Stream（流）是差不多一个等级的。

2.3、Selector    <--返回目录

　　Selector（选择器）用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，数据到达）。因此，单个的线程可以监听多个数据通道。即用选择器，借助单一线程，就可对数量庞大的活动I/O通道实施监控和维护。

3、缓冲区（Buffer）的数据存取    <--返回目录

　　缓冲区（Buffer）：在 Java NIO 中负责数据的存取。缓冲区就是数组。用于存储不同数据类型的数据。根据数据类型不同（boolean 除外），提供了相应类型的缓冲区：ByteBuffer、CharBuffer、ShortBuffer、IntBuffer、LongBuffer、FloatBuffer、DoubleBuffer。

　　上述缓冲区的管理方式几乎一致，通过 allocate() 获取缓冲区。

　　缓冲区存取数据的两个核心方法：

• put() : 存入数据到缓冲区中
• get() : 获取缓冲区中的数据

3.1、缓冲区中的四个核心属性    <--返回目录

capacity: 容量，表示缓冲区中最大存储数据的容量。一旦声明不能改变。
limit: 界限（游标位置），表示缓冲区中可以操作数据的大小。（limit 后数据不能进行读写）
position: 位置（末尾限定符），表示缓冲区中正在操作数据的位置。初始值为 0，最大值是 capacity - 1。
mark: 标记，表示记录当前 position 的位置。可以通过 reset() 恢复到 mark 的位置
0 <= mark <= position <= limit <= capacity

　　其中，position 和 limit 的意义依赖于当前 Buffer 是处于读模式还是写模式。capacity 的含义无论读写模式都是相同的。下面是对以上三个属性在读模式和写模式的一个示例：

　　Capacity（容量）

　　作为一个内存块，Buffer 有一个固定的大小，我们叫做 “capacity（容量）”。你最多只能向 Buffer 写入 capacity 大小的字节、长整数、字符等。一旦 Buffer 满了，你必须在继续写入数据之前清空它（读出数据，或清除数据）。

　　Position（游标位置）

　　当你开始向 Buffer 写入数据时，你必须知道数据将要写入的位置。position 的初始值为 0。当一个字节或长整数等类似数据类型被写入 Buffer 后，position 就会指向下一个将要写入数据的位置（根据数据类型大小计算）。position 的最大值是 capacity - 1。

　　当你需要从 Buffer 读出数据时，你也需要知道将要从什么位置开始读数据。在你调用 flip 方法将 Buffer 从写模式转换为读模式时，position 被重新设置为 0。然后你从 position 指向的位置开始读取数据，接下来 position 指向下一个你要读取的位置。

　　Limit（限制）

　　在写模式下对一个 Buffer 的限制即你能将多少数据写入 Buffer 中。在写模式下，限制等同于 Buffer 的容量（capacity）。

　　当切换 Buffer 为读模式时，限制表示你最多能读取到多少数据。因此，当切换Buffer为读模式时，限制会被设置为写模式下的 position 值。换句话说，你能读到之前写入的所有数据（限制被设置为已写的字节数，在写模式下就是 position）。

 

　　另外还有一个Mark，简单介绍一下：

　　Mark（标记）

　　一个备忘地址，作为临时标记 position 位置使用，标记在设定前是未定义的。

　　Mark 的使用场景：

　　假设 IntBuffer.allocate(1024)，现在 position 位置为10，现在只想发送512到1024之间的缓冲数据，此时我们可以 buffer.mark(buffer.position()) 既将 position 记入 mark 位置，然后buffer.postion(512)，此时发送的数据就是 512 到 1024 之间的数据。发送完成后，调用 buffer.reset() 将 mark 临时标记赋值给 position 使得 position=mark。注意如果未设定 mark，而调用了buffer.reset() 方法则会抛出 InvalidMarkException。

　　几个属性的不变式

　　0 <= mark <= position <= limit <= capacity

3.2、flip() 方法和 clear() 方法    <--返回目录

　　开始时，Buffer 的 position 为 0，limit 为 capaticy，程序可以通过 put() 方法向 Buffer 中放入一些数据，每放入一些数据，Buffer 的 position 相应地往后移动。

　　当 Buffer 装入数据结束后，调用 Buffer 的 flip() 方法，将 Buffer 从写模式转换为读模式，该方法将 limit 设置为 positin 所在位置，将 positin 设为 0，这就使得 Buffer 的读写指针又移到了开始位置。也就是说，Buffer 调用 flip() 方法之后，Buffer 为输出数据做好了准备。

　　当 Buffer 输出数据结束后，调用 Buffer 的 clear() 方法，clear() 方法不是清空 Buffer 的数据，它仅仅将 postion 置为 0，将 limit 置为 capacity，这样就为再次向 Buffer 装入数据做好准备。

3.3、Buffer常用方法    <--返回目录

　　建立缓冲区分配容量：allocate(capacity)
　　装载数据：put() 及其重载方法
　　改变缓冲区的读写模式：flip()
　　获取数据：get() 及其重载方法
　　标记：mark()/reset()
　　判断：remaining()：返回当前位置与限制之间的元素数；
　　          hasRemaining()：判断当前位置与限制之间是否还有元素存在；
　　          isReadOnly()：判断此缓冲区是否为只读缓冲区；
　　          clear()：清空缓冲区，只是将缓冲区的三个属性恢复到初始状态，其中的数据依然存在。

 　　

　　capatcity/position/limit, get/put, flip/clear 的使用

@Test
public void test1(){
    String str = "abcde";
    
    //1. 分配一个指定大小的缓冲区
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    
    System.out.println("-----------------allocate()----------------");
    System.out.println(buf.position());
    System.out.println(buf.limit());
    System.out.println(buf.capacity());
    
    //2. 利用 put() 存入数据到缓冲区中
    buf.put(str.getBytes());
    
    System.out.println("-----------------put()----------------");
    System.out.println(buf.position());
    System.out.println(buf.limit());
    System.out.println(buf.capacity());
    
    //3. 切换读取数据模式
    buf.flip();
    
    System.out.println("-----------------flip()----------------");
    System.out.println(buf.position());
    System.out.println(buf.limit());
    System.out.println(buf.capacity());
    
    //4. 利用 get() 读取缓冲区中的数据
    byte[] dst = new byte[buf.limit()];
    buf.get(dst);
    System.out.println(new String(dst, 0, dst.length));
    
    System.out.println("-----------------get()----------------");
    System.out.println(buf.position());
    System.out.println(buf.limit());
    System.out.println(buf.capacity());
    
    //5. rewind() : 可重复读
    buf.rewind();
    
    System.out.println("-----------------rewind()----------------");
    System.out.println(buf.position());
    System.out.println(buf.limit());
    System.out.println(buf.capacity());
    
    //6. clear() : 清空缓冲区. 但是缓冲区中的数据依然存在，但是处于“被遗忘”状态
    buf.clear();
    
    System.out.println("-----------------clear()----------------");
    System.out.println(buf.position());
    System.out.println(buf.limit());
    System.out.println(buf.capacity());
    
    System.out.println((char)buf.get());
    
}

　　mark 的使用

@Test
public void test2(){
    String str = "abcde";
    
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
    
    buf.put(str.getBytes());
    
    buf.flip();
    
    byte[] dst = new byte[buf.limit()];
    buf.get(dst, 0, 2);
    System.out.println(new String(dst, 0, 2));
    System.out.println(buf.position());
    
    //mark() : 标记
    buf.mark();
    
    buf.get(dst, 2, 2);
    System.out.println(new String(dst, 2, 2));
    System.out.println(buf.position());
    
    //reset() : 恢复到 mark 的位置
    buf.reset();
    System.out.println(buf.position());
    
    //判断缓冲区中是否还有剩余数据
    if(buf.hasRemaining()){
        //获取缓冲区中可以操作的数量
        System.out.println(buf.remaining());
    }
}

3.4、直接缓冲区与非直接缓冲区    <--返回目录

• 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，将缓冲区建立操作系统物理内存中。可以提高效率。　　

　　直接 Buffer 的创建成本比普通 Buffer 的创建成本高，但效率高。所以，直接 Buffer 适用于长期生存的 Buffer，而不适用于短生存期、一次用完就丢弃的 Buffer。

　　只有 ByteBuffer 提供了 allocateDirect() 方法。

@Test
public void test3(){
    //分配直接缓冲区
    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
    
    System.out.println(buf.isDirect());
}

 　　

　　非直接缓冲区读写模型：左边 OS，右边 JVM

 　　直接缓冲区读写模型：

4、通道（Channel）    <--返回目录

　　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。Channel 本身不存储数据，因此需要配合缓冲区进行传输。

4.1、通道的主要实现类    <--返回目录

　　java.nio.channels.Channel 接口：

• FileChannel
• SocketChannel    用于支持 TCP 网络通信的 Channel
• ServerSocketChannel    用于支持 TCP 网络通信的 Channel
• DatagramChannel    用于支持 UDP 网络通信的 Channel

4.2、获取通道 三种方式    <--返回目录

　　1) Java 针对支持通道的类提供了 getChannel() 方法

本地 IO：
     FileInputStream/FileOutputStream
     RandomAccessFile

网络IO：
     Socket
     ServerSocket
     DatagramSocket

　　2) 在 JDK 1.7 中的 NIO.2 针对各个通道提供了静态方法 open()
　　3) 在 JDK 1.7 中的 NIO.2 的 Files 工具类的 newByteChannel()

4.3、利用通道完成文件的复制    <--返回目录

　　利用通道完成文件的复制（非直接缓冲区）

//利用通道完成文件的复制（非直接缓冲区）
@Test
public void test1(){
    long start = System.currentTimeMillis();
    
    FileInputStream fis = null;
    FileOutputStream fos = null;
    //①获取通道
    FileChannel inChannel = null;
    FileChannel outChannel = null;
    try {
        fis = new FileInputStream("d:/1.mkv");
        fos = new FileOutputStream("d:/2.mkv");
        
        inChannel = fis.getChannel();
        outChannel = fos.getChannel();
        
        //②分配指定大小的缓冲区
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        
        //③将通道中的数据存入缓冲区中
        while(inChannel.read(buf) != -1){
            buf.flip(); //切换读取数据的模式
            //④将缓冲区中的数据写入通道中
            outChannel.write(buf);
            buf.clear(); //清空缓冲区
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if(outChannel != null){
            try {
                outChannel.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        if(inChannel != null){
            try {
                inChannel.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        if(fos != null){
            try {
                fos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        if(fis != null){
            try {
                fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("耗费时间为：" + (end - start));
    
}

　　使用直接缓冲区完成文件的复制(内存映射文件)

//使用直接缓冲区完成文件的复制(内存映射文件)
@Test
public void test2() throws IOException{
    long start = System.currentTimeMillis();
    
    FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/1.mkv"), StandardOpenOption.READ);
    FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/2.mkv"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);
    
    //内存映射文件
    MappedByteBuffer inMappedBuf = inChannel.map(MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
    MappedByteBuffer outMappedBuf = outChannel.map(MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());
    
    //直接对缓冲区进行数据的读写操作
    byte[] dst = new byte[inMappedBuf.limit()];
    inMappedBuf.get(dst);
    outMappedBuf.put(dst);
    
    inChannel.close();
    outChannel.close();
    
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("耗费时间为：" + (end - start));
}

 　　通道之间的数据传输(直接缓冲区) transferFrom()，transferTo()

@Test
public void test3() throws IOException{
    FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/1.mkv"), StandardOpenOption.READ);
    FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("d:/2.mkv"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);
    
    //inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
    outChannel.transferFrom(inChannel, 0, inChannel.size());
    
    inChannel.close();
    outChannel.close();
}

4.4、分散(Scatter)与聚集(Gather)    <--返回目录

• 分散读取（Scattering Reads）：将通道中的数据分散到多个缓冲区中
• 聚集写入（Gathering Writes）：将多个缓冲区中的数据聚集到通道中

//分散和聚集
@Test
public void test4() throws IOException{
    RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("1.txt", "rw");
    
    //1. 获取通道
    FileChannel channel1 = raf1.getChannel();
    
    //2. 分配指定大小的缓冲区
    ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(100);
    ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(1024);
    
    //3. 分散读取
    ByteBuffer[] bufs = {buf1, buf2};
    channel1.read(bufs);
    
    for (ByteBuffer byteBuffer : bufs) {
        byteBuffer.flip();
    }
    
    System.out.println(new String(bufs[0].array(), 0, bufs[0].limit()));
    System.out.println("-----------------");
    System.out.println(new String(bufs[1].array(), 0, bufs[1].limit()));
    
    //4. 聚集写入
    RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile("2.txt", "rw");
    FileChannel channel2 = raf2.getChannel();
    
    channel2.write(bufs);
}

4.5、字符集：Charset    <--返回目录

• 编码：字符串 -> 字节数组
• 解码：字节数组  -> 字符串

//字符集
@Test
public void test6() throws IOException{
    Charset cs1 = Charset.forName("GBK");
    
    //获取编码器
    CharsetEncoder ce = cs1.newEncoder();
    
    //获取解码器
    CharsetDecoder cd = cs1.newDecoder();
    
    CharBuffer cBuf = CharBuffer.allocate(1024);
    cBuf.put("尚硅谷威武！");
    cBuf.flip();
    
    //编码
    ByteBuffer bBuf = ce.encode(cBuf);
    
    for (int i = 0; i < 12; i++) {
        System.out.println(bBuf.get());
    }
    
    //解码
    bBuf.flip();
    CharBuffer cBuf2 = cd.decode(bBuf);
    System.out.println(cBuf2.toString());
    
    System.out.println("------------------------------------------------------");
    
    Charset cs2 = Charset.forName("GBK");
    bBuf.flip();
    CharBuffer cBuf3 = cs2.decode(bBuf);
    System.out.println(cBuf3.toString());
}

@Test
public void test5(){
    Map<String, Charset> map = Charset.availableCharsets();
    
    Set<Entry<String, Charset>> set = map.entrySet();
    
    for (Entry<String, Charset> entry : set) {
        System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
    }
}

5、NIO 非阻塞原理    <--返回目录

　　NIO 的阻塞和非阻塞：是从线程的角度出发的，这里指的是线程状态。

　　NIO 非阻塞是针对网络通信而言的。

　　网络通信中，NIO提供了 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 两种不同的套接字通道来实现，可以设置阻塞与非阻塞两种模式，为了实现高负载高并发都采取非阻塞的模式。通道是双向的，可以同时在通道上发送和读取数据。NIO采用可分配大小的缓冲区Buffer实现对数据的读写操作。 
　　服务器仅采用一个线程去处理所有的客户端线程，这就需要创建一个Selector，将 ServerSocketChannel 和想要监控的 SocketChannel 注册到Selector中（用SelectableChannel的register方法，该方法返回一个这个 channel 向 Selector 注册的键，是一个 SelectionKey 实例，它包装了 SelectableChannel 和该通道感兴趣的操作）。 
　　Selector就像一个观察者，不断地获取 Selector 的 select 方法的返回值，返回值是准备就绪的 SelectionKey 的数目，然后就进行处理（通过 Selector 的 selectedKeys 方法返回被选择的SelectionKey 集合，然后处理连接请求和读取数据）。 
　　每个客户端只有一个 SocketChannel，将该 SocketChannel 注册到指定的 Selector 后，监听该 Selector 即可。如果监听到该 Selector 的 select 方法的返回值大于0，表明该 Selector 上有需要进行 IO 处理的 SelectionKey，获取到 SocketChannel 后即可处理请求和数据。

 

5.1、使用 NIO 完成网络通信的三个核心　    <--返回目录

　　1) 通道（Channel）：负责连接  
   　　 java.nio.channels.Channel 接口：
        　　|--SelectableChannel
            　　|--SocketChannel
            　　|--ServerSocketChannel
           　　 |--DatagramChannel

            　　|--Pipe.SinkChannel
            　　|--Pipe.SourceChannel

　　2) 缓冲区（Buffer）：负责数据的存取。
　　3) 选择器（Selector）：是 SelectableChannel 的多路复用器。用于监控 SelectableChannel 的 IO 状况。

5.2、阻塞 TCP 编程    <--返回目录

public class TestBlockingNIO {

    //客户端
    @Test
    public void client() throws IOException{
        //1. 获取通道
        SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
        
        FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
        
        //2. 分配指定大小的缓冲区
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        
        //3. 读取本地文件，并发送到服务端
        while(inChannel.read(buf) != -1){
            buf.flip();
            sChannel.write(buf);
            buf.clear();
        }
        
        //4. 关闭通道
        inChannel.close();
        sChannel.close();
    }
    
    //服务端
    @Test
    public void server() throws IOException{
        //1. 获取通道
        ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
        
        FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("2.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
        
        //2. 绑定连接
        ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));
        
        //3. 获取客户端连接的通道
        SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();
        
        //4. 分配指定大小的缓冲区
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        
        //5. 接收客户端的数据，并保存到本地
        while(sChannel.read(buf) != -1){
            buf.flip();
            outChannel.write(buf);
            buf.clear();
        }
        
        //6. 关闭通道
        sChannel.close();
        outChannel.close();
        ssChannel.close();
        
    }
    
}

　　阻塞 TCP 编程，服务端反馈

public class TestBlockingNIO2 {
    
    //客户端
    @Test
    public void client() throws IOException{
        SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
        
        FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
        
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        
        while(inChannel.read(buf) != -1){
            buf.flip();
            sChannel.write(buf);
            buf.clear();
        }
        
        sChannel.shutdownOutput();
        
        //接收服务端的反馈
        int len = 0;
        while((len = sChannel.read(buf)) != -1){
            buf.flip();
            System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
            buf.clear();
        }
        
        inChannel.close();
        sChannel.close();
    }
    
    //服务端
    @Test
    public void server() throws IOException{
        ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
        
        FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("2.jpg"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
        
        ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));
        
        SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();
        
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        
        while(sChannel.read(buf) != -1){
            buf.flip();
            outChannel.write(buf);
            buf.clear();
        }
        
        //发送反馈给客户端
        buf.put("服务端接收数据成功".getBytes());
        buf.flip();
        sChannel.write(buf);
        
        sChannel.close();
        outChannel.close();
        ssChannel.close();
    }

}

5.3、非阻塞 TCP 编程    <--返回目录

public class TestNonBlockingNIO {
    
    //客户端
    @Test
    public void client() throws IOException{
        //1. 获取通道
        SocketChannel sChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
        
        //2. 切换非阻塞模式
        sChannel.configureBlocking(false);
        
        //3. 分配指定大小的缓冲区
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        
        //4. 发送数据给服务端
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        
        while(scan.hasNext()){
            String str = scan.next();
            buf.put((new Date().toString() + "
" + str).getBytes());
            buf.flip();
            sChannel.write(buf);
            buf.clear();
        }
        
        //5. 关闭通道
        sChannel.close();
    }

    //服务端
    @Test
    public void server() throws IOException{
        //1. 获取通道
        ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
        
        //2. 切换非阻塞模式
        ssChannel.configureBlocking(false);
        
        //3. 绑定连接
        ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));
        
        //4. 获取选择器
        Selector selector = Selector.open();
        
        //5. 将通道注册到选择器上, 并且指定“监听接收事件”
        ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        
        //6. 轮询式的获取选择器上已经“准备就绪”的事件
        while(selector.select() > 0){
            
            //7. 获取当前选择器中所有注册的“选择键(已就绪的监听事件)”
            Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();
            
            while(it.hasNext()){
                //8. 获取准备“就绪”的是事件
                SelectionKey sk = it.next();
                
                //9. 判断具体是什么事件准备就绪
                if(sk.isAcceptable()){
                    //10. 若“接收就绪”，获取客户端连接
                    SocketChannel sChannel = ssChannel.accept();
                    
                    //11. 切换非阻塞模式
                    sChannel.configureBlocking(false);
                    
                    //12. 将该通道注册到选择器上
                    sChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                }else if(sk.isReadable()){
                    //13. 获取当前选择器上“读就绪”状态的通道
                    SocketChannel sChannel = (SocketChannel) sk.channel();
                    
                    //14. 读取数据
                    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
                    
                    int len = 0;
                    while((len = sChannel.read(buf)) > 0 ){
                        buf.flip();
                        System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
                        buf.clear();
                    }
                }
                
                //15. 取消选择键 SelectionKey
                it.remove();
            }
        }
    }
}

5.4、非阻塞 UDP 编程    <--返回目录

public class TestNonBlockingNIO2 {
    
    @Test
    public void send() throws IOException{
        DatagramChannel dc = DatagramChannel.open();
        
        dc.configureBlocking(false);
        
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        
        while(scan.hasNext()){
            String str = scan.next();
            buf.put((new Date().toString() + ":
" + str).getBytes());
            buf.flip();
            dc.send(buf, new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9898));
            buf.clear();
        }
        
        dc.close();
    }
    
    @Test
    public void receive() throws IOException{
        DatagramChannel dc = DatagramChannel.open();
        
        dc.configureBlocking(false);
        
        dc.bind(new InetSocketAddress(9898));
        
        Selector selector = Selector.open();
        
        dc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
        
        while(selector.select() > 0){
            Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();
            
            while(it.hasNext()){
                SelectionKey sk = it.next();
                
                if(sk.isReadable()){
                    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
                    
                    dc.receive(buf);
                    buf.flip();
                    System.out.println(new String(buf.array(), 0, buf.limit()));
                    buf.clear();
                }
            }
            
            it.remove();
        }
    }

}

　　

5.5、Pipe.SinkChannel 和 Pipe.SourceChannel    <--返回目录

public class TestPipe {

    @Test
    public void test1() throws IOException{
        //1. 获取管道
        Pipe pipe = Pipe.open();
        
        //2. 将缓冲区中的数据写入管道
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        
        Pipe.SinkChannel sinkChannel = pipe.sink();
        buf.put("通过单向管道发送数据".getBytes());
        buf.flip();
        sinkChannel.write(buf);
        
        //3. 读取缓冲区中的数据
        Pipe.SourceChannel sourceChannel = pipe.source();
        buf.flip();
        int len = sourceChannel.read(buf);
        System.out.println(new String(buf.array(), 0, len));
        
        sourceChannel.close();
        sinkChannel.close();
    }
    
}

参考：

　　1）《疯狂 Java 讲义》---李刚

　　2）Java NIO简介

　　3）NIO非阻塞原理

　　4）一篇文章带你彻底搞懂NIO

　　5) Java NIO原理与简单实现

　　6) 攻破JAVA NIO技术壁垒