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NIO(六)selector和channel的使用

什麼是NIO?

執行緒在處理資料時,如果執行緒還處於將資料從channel讀到buffer的這段時間內,執行緒可以去做別的事情,等資料都讀到buffer了,執行緒再回來處理讀到的資料

channel是什麼?

類比流的概念。與流的區別在於

  1. channel是可讀可寫的,但是一個流要麼寫要麼讀
  2. chanel可以非同步的讀和寫
  3. 資料總是從channel中讀到buffer,或者從buffer中寫到channel
流的讀取或寫一般是一次性的操作,資料在讀取過程中不會有快取,這也就意味著沒有辦法自己隨便移動到想要讀取的位置,要實現這個功能也就只能先快取

java中的channel有哪些?

  1. FileChannel:連線檔案的channel,通過檔案物件的getChannel方法即可獲取
FileChannel的write()方法不保證一次會寫到channel中的位元組數;另外它不能被設定為非阻塞,永遠只能設定成阻塞模式
  1. DatagramChannel:處理UDP協議連線,通過DatagramChannel.open()然後再獲取socket執行繫結即可埠
  2. SocketChannel:它是一個已經建立連線的TCP網路socket,用來處理TCP協議連線,通過SocketChannel.open()再呼叫自身的connet即可建立
  3. ServerSocketChannel:用來監聽TCP連線的建立,通過ServerSocketChannel.open()可以建立,隨後就可以繫結需要監聽的埠,並等待連線的到來,每個已建立的連線都會返回一個SocketChannel
非阻塞模式下,等待連線到來的accept方法會立馬返回,注意判斷SocketChannel是不是null;另外可能有多個連線建立,所以監聽一般會放在一個while迴圈裡面

Buffer是什麼?

用來方便操作記憶體塊中資料的一個包裝類。它有3個屬性

  1. capacity:表示Buffer能容納的資料量,滿了就不能再寫
  2. position:讀或者寫開始的位置
  3. limit:寫模式下表示能往buffer中寫的資料量,最大值是capacity;讀模式下表示能從buffer中獲取的資料量,之前buffer中寫了多少,就能讀多少
從寫模式轉換到讀模式需要用flip()完成,呼叫完成之後,limit會被設定成position當時的值,而positon會被設定成0;

讀取資料完畢轉換成寫需要呼叫clear或者compact方法,其中clear會置position為0,limit為capacity,compact則會把原有的資料拷貝到開始的位置,然後其後的位置設定為position,limit則是capacity

mark和reset用法:在執行讀取的時候,先mark住當前的位置,執行讀取完成之後reset就回到原讀取資料之前的位置了

怎麼讀取資料到多個Buffer?

建立一個數組用來放要寫的資料,或者將要讀到的資料,再執行讀寫操作即可,但是這種方式不適合讀取變長訊息

Buffer[] bArr = {head,body};
channel.read(bArr); //讀 ,如果head本身會放自身容量的資料然後再往body中塞
Buffer[] wArr={head,body}
channel.write(wArr);//寫

Selector是幹啥的?

用來監控多個channel的事件,比如channel的連線建立、資料到達等等

實際上可以只用一個執行緒來管理所有的channel

selector使用示例

//建立selector
Selector selector = Selector.open();
//使用Selector必須設定為false,同時意味著FileChannel是不能用Selector
channel.configureBlocking(false);
// SelectionKey一共有4種值,分別代表4個事件:connect、accept、read、write
// 通過方法 interestOps 可以得到註冊時對channel感興趣的事件,具體獲取方式為 interestSet & SelectionKey.OP_ACCEPT 得到的結果即是否為ACCEPT事件
//通過這種方式即實現了註冊,表明當前channel需要監聽的是 read 事件,如果對多個事件感興趣,那麼可以使用 SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE 方式實現
//註冊方法還可以新增另一個引數,attach,用來附加更多的資訊給channel,比如將Buffer給channel
SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
while(true) {
  //select()對channel註冊的事件如果一個都沒有好,那麼阻塞住,返回值表示事件已經發生的chanel的個數;
  //selectNow()則不阻塞,沒有準備好就返回0
  int readyChannels = selector.select();
  if(readyChannels == 0) continue;
  //用來獲取準備好的channel
  Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
  Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectedKeys.iterator();
  while(keyIterator.hasNext()) {
    SelectionKey key = keyIterator.next();
    if(key.isAcceptable()) {
      //SeverSocketChannel接受了一個新的連線
    } else if (key.isConnectable()) {
      //和遠端已經建立了連線
    } else if (key.isReadable()) {
      //channel可讀
    } else if (key.isWritable()) {
      //channel可寫
    }
    //必須手動執行
    keyIterator.remove();
  }
}
wakeup:如果channel當前剛好阻塞在select,會立馬返回