Java NIO

書本

Netty權(quán)威指南
netty實戰(zhàn)
O’Reilly的《Java nio》
Unix網(wǎng)絡(luò)編程《unix網(wǎng)絡(luò)編程》2卷
Java網(wǎng)絡(luò)編程(第4版)

參考

http://ifeve.com/java-nio-all/

NIO（New IO）和OIO

nio：new io
oio：old io

NIO翻譯為New IO而不是Non-blocking IO掰茶，NIO不完全是非阻塞式IO(No-Blocking IO)，因為其中部分通道(如FileChannel)只能運行在阻塞模式下，而其他的通道可以在阻塞式和非阻塞式之間進行選擇儿捧。

三大核心組成：

通道（Channels）
緩沖區(qū)（Buffers）
選擇器（Selectors）

IO和NIO

面向流（Stream Oriented）蕾各，基于字節(jié)流和字符流進行操作的
阻塞式（Blocking IO）另凌，當(dāng)一個線程調(diào)用read() 或 write()時看幼，該線程被阻塞席覆，直到有一些數(shù)據(jù)被讀取直砂，或數(shù)據(jù)完全寫入菌仁。

NIO

面向緩沖區(qū)（Buffer Oriented），NIO是基于通道（Channel）和緩沖區(qū)（Buffer）進行操作哆键，數(shù)據(jù)總是從通道讀取到緩沖區(qū)中掘托，或者從緩沖區(qū)寫入到通道中。
非阻塞式（No Blocking IO）籍嘹，線程在讀寫時闪盔，不用等數(shù)據(jù)全部讀取或全部寫完弯院，在這之前線程可以去做其它事。
選擇器泪掀，Java NIO引入了選擇器的概念听绳，選擇器用于監(jiān)聽多個通道的事件（比如：連接打開，數(shù)據(jù)到達）异赫。因此椅挣，單個的線程可以監(jiān)聽多個數(shù)據(jù)通道。

使用場景：

如果需要管理同時打開的成千上萬個連接塔拳，這些連接每次只是發(fā)送少量的數(shù)據(jù)鼠证，例如聊天服務(wù)器，實現(xiàn)NIO的服務(wù)器可能是一個優(yōu)勢靠抑。
同樣量九，如果你需要維持許多打開的連接到其他計算機上，如P2P網(wǎng)絡(luò)中颂碧，使用一個單獨的線程來管理你所有出站連接荠列，可能是一個優(yōu)勢。
如果你有少量的連接使用非常高的帶寬载城，一次發(fā)送大量的數(shù)據(jù)肌似，也許典型的IO服務(wù)器實現(xiàn)可能非常契合。

NIO版本

NIO這個庫是在JDK1.4中才引入的诉瓦。
目前最新的NIO版本是2.0川队，在jdk 7版本更新的。

Netty版本

最新版本4.1睬澡，聽說4.x版本和3.x版本的差別極大呼寸，最好直接從4.x入手。
對jdk的依賴：
JDK 5 (Netty 3.x)
JDK 6 (Netty 4.x)

通道Channel

文件通道（FileChannel）
UDP通道（DatagramChannel）
TCP客戶通道（SocketChannel）
TCP服務(wù)通道（ServerSocketChannel）

緩沖區(qū)Buffer

圖片.png

8大類型

ByteBuffer
CharBuffer
DoubleBuffer
FloatBuffer
IntBuffer
LongBuffer
ShortBuffer
MappedByteBuffer

buffer的屬性

capacity容量猴贰，buffer的總大小/容量
position位置对雪，代表讀寫的位置，初始狀態(tài)時positon=0米绕，position最大可為capacity – 1
limit最大值
寫模式瑟捣，limit=capacity，表示你最多能往Buffer里寫多少數(shù)據(jù)栅干。
讀模式迈套，limit=寫模式下的position值，表示你最多能讀到多少數(shù)據(jù)碱鳞。

操作buffer

初始化
allocate()方法桑李，初始化buffer的大小/容量（capacity）
寫
有兩種寫buffer的方法
channel.read(buf)，將Buffer的數(shù)據(jù)寫入通道
buf.put(127)，向Buffer寫入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
讀
有兩種讀取buffer的方法
Channel.write(buf)贵白，讀取buffer的數(shù)據(jù)并寫入通道
buf.get()率拒，從Buffer中讀取數(shù)據(jù)
切換
flip()，將buffer從寫模式切換到讀模式禁荒，position設(shè)為0猬膨，limit設(shè)為寫的最大position
其他
- rewind()：重讀，將position設(shè)回0呛伴，表示重頭開始讀buffer勃痴。
- mark()與reset()：標(biāo)記，通過調(diào)用Buffer.mark()方法热康，可以標(biāo)記Buffer中的一個特定position沛申。之后可以通過調(diào)用Buffer.reset()方法恢復(fù)到這個position。
- clear()和compact()：重寫姐军，表示讀完數(shù)據(jù)了污它，讓buffer準(zhǔn)備重新寫入。
- equals()與compareTo()：比較庶弃，比較兩個buffer是否一樣。

clear()和compact()區(qū)別

clear()德澈，實際上并未清除歇攻，只是將position設(shè)為0，limit設(shè)為 capacity
compact()梆造，也是準(zhǔn)備重寫寫入調(diào)用方法缴守，但是和clear有些不同，它會保留未讀數(shù)據(jù)镇辉，它將所有未讀的數(shù)據(jù)拷貝到Buffer起始處屡穗。然后將position設(shè)到最后一個未讀元素正后面。limit屬性依然像clear()方法一樣忽肛，設(shè)置成capacity村砂。

equals()與compareTo()卻別

equals()當(dāng)滿足下列條件時，表示兩個Buffer相等：
1.有相同的類型（byte屹逛、char础废、int等）。
2.Buffer中剩余的byte罕模、char等的個數(shù)相等评腺。
3.Buffer中所有剩余的byte、char等都相同淑掌。

如你所見蒿讥，equals只是比較Buffer的一部分，不是每一個在它里面的元素都比較。實際上芋绸，它只比較Buffer中的剩余元素媒殉。

compareTo()方法比較兩個Buffer的剩余元素(byte、char等)侥钳，如果滿足下列條件适袜，則認(rèn)為一個Buffer“小于”另一個Buffer：
1.第一個不相等的元素小于另一個Buffer中對應(yīng)的元素。
2.所有元素都相等舷夺，但第一個Buffer比另一個先耗盡(第一個Buffer的元素個數(shù)比另一個少)苦酱。

Scatter/Gather

分散Scattering Reads是指數(shù)據(jù)從一個channel讀取到多個buffer中。
聚集Gathering Writes是指數(shù)據(jù)從多個buffer寫入到同一個channel给猾。

transferFrom()和transferTo()

transferFrom()方法可以將數(shù)據(jù)從源通道傳輸?shù)紽ileChannel中
transferTo()方法將數(shù)據(jù)從FileChannel傳輸?shù)狡渌腸hannel中

選擇器

Selector允許單線程處理多個 Channel疫萤。SocketChannel開啟非阻塞模式與選擇器搭配，就可以實現(xiàn)多路復(fù)用的技術(shù)敢伸，通過將一或多個SocketChannel注冊到Selector扯饶，可以詢問選擇器哪個通道已經(jīng)準(zhǔn)備好了讀取，寫入等池颈，輪流處理各個通道注冊的事件尾序。好處是：使用一個線程就能實現(xiàn)多個連接通道，減少線程數(shù)和上下文切換的開銷