Java NIO中的阻塞与非阻塞IO

一、什么是阻塞和非阻塞？

传统的 IO 流都是阻塞式的。也就是说，当一个线程调用 read() 或 write() 时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取或写入，

该线程在此期间不能执行其他任务。因此，在完成网络通信进行 IO 操作时，由于线程会阻塞，所以服务器端必须为每个客户端都

提供一个独立的线程进行处理，当服务器端需要处理大量客户端时，性能急剧下降。

Java NIO 是非阻塞模式的。当线程从某通道进行读写数据时，若没有数据可用时，该线程可以进行其他任务。

线程通常将非阻塞 IO 的空闲时间用于在其他通道上执行 IO 操作，所以单独的线程可以管理多个输入和输出通道。

因此，NIO 可以让服务器端使用一个或有限几个线程来同时处理连接到服务器端的所有客户端。

二、NIO中阻塞和非阻塞用法

1、NIO中的阻塞式IO用法

这里通过socket网络建立client和server实现图片上传为例：

客户端代码：

public void client()throws Exception
	{
		//建立网络通道，连接指定服务器端口
				SocketChannel socketChannel=SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 10011));
				//创建缓冲区
				ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer.allocate(1024);
				//创建客户端本地文件通道
				FileChannel fileChannel=FileChannel.open(Paths.get("sb.jpg"), StandardOpenOption.READ);
				//读取本地文件，发送到服务器
				while(fileChannel.read(byteBuffer)!=-1)
				{
					byteBuffer.flip();
					socketChannel.write(byteBuffer);
					byteBuffer.clear();
				}
				//告诉服务端我发送完了
				socketChannel.shutdownOutput();
				
				//接受端反馈
				int len=0;
				while((len=socketChannel.read(byteBuffer))!=-1)
				{
					byteBuffer.flip();
					//直接打印
					System.out.println(new String(byteBuffer.array(),0,len));
					byteBuffer.clear();
				}
				//关闭资源
				fileChannel.close();
				socketChannel.close();
	}

服务端代码：

public void Server()throws Exception
		{
			//获取服务器通道
			ServerSocketChannel serverSocketChannel=ServerSocketChannel.open();
			//建立指向服务器的通道
			FileChannel fileChannel=FileChannel.open(Paths.get("xxx.jpg"), StandardOpenOption.WRITE,StandardOpenOption.READ,StandardOpenOption.CREATE);
			//绑定连接 指定端口
			serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(10011));
			//可以理解为连接客户端的通道
			SocketChannel socketChannel=serverSocketChannel.accept();
			//建立一个缓冲区
			ByteBuffer buf=ByteBuffer.allocate(1024);
			while(socketChannel.read(buf)!=-1)
			{
				buf.flip();
				fileChannel.write(buf);
				buf.clear();
			}
			//发送反馈给客户端
			buf.put("服务端接受数据成功！".getBytes());
			//切换可读
			buf.flip();
			socketChannel.write(buf);
			//关闭通道
			socketChannel.close();
			fileChannel.close();
			serverSocketChannel.close();
		}

2、NIO中的非阻塞式IO的使用

要用NIO中的非阻塞式IO就需要了解NIO中的Selector，中文意思“选择器”。

我们需要知道，通过Selector可以使一个线程管理多个Channel。

客户端：

public void client()throws Exception
	{
		SocketChannel socketChannel=SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 10010));
		//切换非阻塞式IO
		socketChannel.configureBlocking(false);
		//分配缓冲区
		ByteBuffer buf=ByteBuffer.allocate(1024);
		buf.put(new Date().toString().getBytes());
		buf.flip();
		socketChannel.write(buf);
		buf.clear();
		socketChannel.close();
	}

服务端：

public void Server()throws Exception
	{
		ServerSocketChannel serverSocketChannel=ServerSocketChannel.open();
		//切换为非阻塞
		serverSocketChannel.configureBlocking(false);
		//绑定端口
		serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(10010));
		//获取选择器
		Selector selector	=Selector.open();
		//将通道注册到选择器上 第二个参数用于监控通道的什么状态
		//指定为了接收监听事件
		serverSocketChannel.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT );
		//通过选择器轮询获取选择器上已经准备就绪的事件
		while(selector.select()>0)
		{
			//获取当前选择器中所有注册的选择键（已就绪监听键）
			Iterator<SelectionKey> iterator=selector.selectedKeys().iterator();
			//遍历
			while(iterator.hasNext())
			{
				//获取准备就绪的事件
				SelectionKey key=iterator.next();
				//判断是什么事件准备就绪
				//1、接受就绪 那就获取客户端的连接
				if(key.isAcceptable())
				{
					//建立连接
					SocketChannel socketChannel=serverSocketChannel.accept();
					//设置为非阻塞
					socketChannel.configureBlocking(false);
					//注册读监听
					socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
				}
				//读就绪
				else if(key.isReadable())
				{
					SocketChannel sChannel=(SocketChannel)key.channel();
					//读取数据
					ByteBuffer buf=ByteBuffer.allocate(1024);
					int len=0;
					while((len=sChannel.read(buf))!=-1)
					{
						buf.flip();
						System.out.println(new String(buf.array(),0,len));
						buf.clear();
					}
				}
				//取消选择键
				iterator.remove();
			}
		}
		//关闭资源
	}

Java NIO中的阻塞与非阻塞IO

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