一站式学习Java网络编程 全面理解BIO_NIO_AIO，学习手记（五）

大家好，我是方圆

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1. 概述

1.1 翻译翻译？什么叫NIO？

NIO：我认为翻译成Non-Blocking，更加的通俗直白，相比于BIO，也有一个对比，叫他非阻塞IO最好不过了

• 它和BIO有以下的区别
  
• Channel是双向的，即可以读又可以写，相比于Stream，它并不区分出输入流和输出流，而且Channel可以完成非阻塞的读写，也可以完成阻塞的读写

1.2 Buffer简介

• Channel的读写是离不开Buffer的，Buffer实际上内存上一块用来读写的区域。

1.2.1 写模式

• 其中三个指针我们要了解一下，position为当前指针位置，limit用于读模式，用它来标记可读的最大范围，capacity是最大的可写范围阈值

当我们写数据写了四个格子时，我们执行flip()方法，即可转变为读模式，limit指针就直接变到了我们刚刚写数据的极限位置，position指针回到初始位置，这样我们就可以将数据读出来了

1.2.2 读模式到写模式的两种切换

1. 当我们将数据全部读完时，切换到写模式
   调用clear()方法，它会使position指针回到初始位置，limit回到最远端，这样就可以重新开始数据了，虽然clear意为清除，但是其实它只是将指针的位置移动了，并没有将数据清除，而是会覆盖原来的位置
   
2. 只读了部分数据，我想将未读的部分保留，而现在我又要开始先进行写模式的操作了，这样可以执行compact()方法
   这个方法会将没有读到的数据保存到初始位置，而position指针的位置将会移动到这些数据的后面位置，从未读的数据后开始进行写数据
   
   之后再读数据的时候，我们就能将上次没有读到的数据读出来了

1.3 Channel简介

Channel间的数据交换，都需要依赖Buffer

1.3.1 几个重要的Channel

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• FileChannel：用于文件传输
• ServerSocketChannel和SocketChannel：用于网络编程的传输

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2. 文件拷贝实战

• 一个字节一个字节的拷贝实在是慢的不行。

import java.io.*;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

interface FileCopyRunner{
    
    
    void copyFile(File source,File target);
}

public class FileCopyDemo {
    
    

    private static void close(Closeable closeable){
    
    
        if(closeable != null) {
    
    
            try {
    
    
                closeable.close();
            } catch (IOException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    //不使用任何缓冲的留的拷贝
    private static FileCopyRunner noBufferStreamCopy = new FileCopyRunner() {
    
    
        @Override
        public void copyFile(File source, File target) {
    
    
            InputStream fin = null;
            OutputStream fout = null;
            try {
    
    
                fin = new FileInputStream(source);
                fout = new FileOutputStream(target);
                int result;
                while((result = fin.read()) != - 1){
    
    
                    fout.write(result);
                }
            } catch (FileNotFoundException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }finally {
    
    
                close(fin);
                close(fout);
            }
        }
    };

    //使用缓冲区的流的拷贝
    private static FileCopyRunner bufferStreamCopy = new FileCopyRunner() {
    
    
        @Override
        public void copyFile(File source, File target) {
    
    
            InputStream fin = null;
            OutputStream fout = null;
            try {
    
    
                fin = new FileInputStream(source);
                fout = new FileOutputStream(target);
                //创建缓冲区
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int result;
                while((result = fin.read(buffer)) != -1){
    
    
                    //result这里表示从中读出来的具体字节数
                    //虽然缓冲区中能缓存1024，但是我们读取的时候不一定就有这么多字节
                    //所以我们使用result做下面的参数
                    fout.write(buffer,0,result);
                }
            } catch (FileNotFoundException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }finally {
    
    
                close(fin);
                close(fout);
            }
        }
    };

    //使用带有缓冲区的channel复制 nio
    private static FileCopyRunner nioBufferCopy = new FileCopyRunner() {
    
    
        @Override
        public void copyFile(File source, File target) {
    
    
            FileChannel fin = null;
            FileChannel fout = null;

            try {
    
    
                fin = new FileInputStream(source).getChannel();
                fout = new FileOutputStream(target).getChannel();
                ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);

                while(fin.read(byteBuffer) != -1){
    
    
                    byteBuffer.flip();//转变为读模式
                    while (byteBuffer.hasRemaining()){
    
    
                        fout.write(byteBuffer);
                    }
                    byteBuffer.clear();//转变为写模式
                }
            } catch (FileNotFoundException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }finally {
    
    
                close(fin);
                close(fout);
            }
        }
    };

    //使用没有缓冲区的channel复制文件
    private static FileCopyRunner nioTransferCopy = ((source, target) -> {
    
    
        FileChannel fin = null;
        FileChannel fout = null;

        try {
    
    
            fin = new FileInputStream(source).getChannel();
            fout = new FileOutputStream(target).getChannel();

            long transferred = 0L;
            long size = fin.size();
            while(transferred != size){
    
    
                //如果拷贝的大小没有达到源文件的大小就要一直拷贝
                transferred += fin.transferTo(0,size,fout);
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }finally {
    
    
            close(fin);
            close(fout);
        }
    });

    public static void main(String[] args) {
    
    
        File source = new File("J:\\StudySpace\\Java秒杀系统方案优化-高性能高并发实战\\project.zip");
        File target = new File("J:\\StudySpace\\Java秒杀系统方案优化-高性能高并发实战\\p1.zip");
        File target2 = new File("J:\\StudySpace\\Java秒杀系统方案优化-高性能高并发实战\\p2.zip");
        File target3 = new File("J:\\StudySpace\\Java秒杀系统方案优化-高性能高并发实战\\p3.zip");
        File target4 = new File("J:\\StudySpace\\Java秒杀系统方案优化-高性能高并发实战\\p4.zip");

        new Thread(() -> noBufferStreamCopy.copyFile(source,target)).start();
        new Thread(() -> bufferStreamCopy.copyFile(source,target2)).start();
        new Thread(() -> nioBufferCopy.copyFile(source,target3)).start();
        new Thread(() -> nioTransferCopy.copyFile(source,target4)).start();
    }
}

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3. Selector概述

• Channel需要在Selector上注册
  
• 注册的同时，要告诉Selector监听的状态
  
• Channel对应的状态有：CONNECT：socketChannel已经与服务器建立连接的状态；ACCEPT：serverSocketChannel已经与客户端建立连接的状态；READ：可读状态；WRITE：可写状态
  
• Channel在Selector上注册完成后，会返回一个SelectKey对象，其中有几个重要的方法：interestOps：查看注册的Channel绑定的状态；readyOps：查看哪些是可操作的状态；channel：返回channel对象；selector：返回selector对象；attachment：附加其他对象
• 调用Selector的select方法，返回它监听的事件的数量，可同时响应多个事件。不过它是阻塞式的调用，当监听的事件中没有可以用来响应请求的，则会被阻塞，直到有可用的channel能够响应该请求，才会返回
  

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加油儿！