NIO模型（一）

NIO：同步非阻塞

NIO模型是基于IO复用来实现的，在Java 1.4中被纳入JDK中。在NIO中有几个核心的对象：缓冲区（Buffer）、通道（Channel）、选择器（Selector）

Buffer

在NIO中，所有的缓冲区类型都继承于抽象类Buffer，最常用的就是ByteBuffer。对于Java中的基本数据类型，基本都有一个具体的Buffer类型与之相对应。更直接的说，我觉得Buffer就是一个数组

Buffer中有三个重要的参数：位置（Position）、容量（Capacity）、上限（Limit）

参数	写模式	读模式
位置（Position）	当前缓冲区的位置，将从Position的下一个位置写数据	当前缓冲区读取的位置，将从此位置之后，读取数据
容量（Capacity）	缓冲区的总容量上限	缓冲区的总容量上限
上限（Limit）	缓冲区的实际上限，它总是小于等于容量。通常情况下，和容量相等	代表可读取的总容量，和上次写入的数据量相等

Buffer的常见方法如下：

flip()：写模式转换为读模式

rewind()：将position重置为0，一般用于重复读

clear()

compact()：将未读取的数据拷贝到buffer的头部

mark()：reset()：mark可以标记一个位置，reset可以重置到该位置

Buffer基础操作代码演示如下：

public class Test0226 {
    public static void main(String[] args) {
        //分配8个长度的int数组
        IntBuffer buffer=IntBuffer.allocate(8);
        //Capacity 数组的容量 长度
        for(int i=0;i<buffer.capacity();++i){
            int j=(i+1);
            //将此数值写入到缓冲区的当前位置，当前位置递增
            buffer.put(j);
        }
        //重设此缓冲区，将限制设置为当前位置，然后将当前位置设置为0
        buffer.flip();
        //查看在当前位置和限制位置之间是否还有元素
        while (buffer.hasRemaining()){
            //读取此缓冲区当前位置的整数，然后当前位置递增
            int j=buffer.get();
            System.out.println(j+"  ");
        }
    }
}

缓冲区存取数据的流程：

存数据时Position++，当停止数据读取的时候，调用flip()，此时limit=position，position=0

读数据时Position++，一直读取到limit，clear()清空Buffer，准备再次被写入（position变成0，limit变成capacity）

Channel

通道是一个对象，通过它可以读取和写入数据，所有的数据都是通过Buffer对象来处理，不是直接将字节写入通道中，而是将数据写入包含一个或者多个字节的缓冲区中；同样的，不会直接从通道中读取字节，而是将数据从通道中读入缓冲区，再从缓冲区获取字节。

使用NIO读取数据代码演示如下：

public class Test0226{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileInputStream inputStream=new FileInputStream("c:\\test.txt");
        //获取通道
        FileChannel channel=inputStream.getChannel();
        //创建缓冲区
        ByteBuffer buffer=ByteBuffer.allocate(1024);
        //读取数据到缓冲区
        channel.read(buffer);
        buffer.flip();
        while (buffer.remaining()>0){
            byte bytes=buffer.get();
            System.out.println((char)bytes);
        }
        inputStream.close();
    }
}

Selector

1、选择器Selector

Selector选择器类管理着一个被注册的通道集合的信息和他们的就绪状态。通道和选择器是一起被注册的，并且使用选择器来更新通道的就绪状态。

2、可选择通道SelectorChannel

SelectableChannel这个抽象类提供了实现通道的可选择性所需要的公共方法。它是所有支持就绪检查的通道类的父类。SelectableChannel可以被注册到Selector对象上，同时可以指定对那个选择器而言，哪种操作是感兴趣的。一个通道可以被注册到多个选择器上，但对每个选择器而言只能被注册一次。

3、选择键SelectionKey

选择键封装了特定的通道与特定的选择器的注册关系。选择键对象被SelectableChannel.register()返回并提供一个表示这种注册关系的标记。选择键包含了两个比特集(以整数的形式进行编码)，指示了该注册关系所关心的通道操作，以及通道已经准备好的操作。

创建Selector

Selector对象是通过调用静态工厂方法open()来实例化的，如下：

Selector Selector = Selector.open()；

将Channel注册到Selector
要实现Selector管理Channel，需要将channel注册到相应的Selector上，如下：

channel.configureBlocking(false);
SelectionKey key= channel.register(selector,SelectionKey,OP_READ);

NIO服务端通信序列图：

步骤：（server）
1、先创建ServerSocketChannel实例、并且绑定端口
2、创建selector实例
3、将ServerSocketChannel实例注册到选择器上，并监听accept事件
4、有事件发生（accept）,就获取客户端的socketChannel的连接，将连接实例注册到选择器上
5、（IO操作）通过selector监听读事件，就进行相应的读事件，写事件类似，也需要监听--》Buffer
6、关闭ServerSocketChannel实例

NIO客户端通信序列图：

步骤：（Client）

1、创建SocketChannel实例
2、创建selector选择器
3、连接服务器
4、将SocketChannel注册到selector选择器
5、直接发送数据，通过selector选择器监听读事件
6、关闭SocketChannel实例

NIO：同步非阻塞

Buffer

Channel

Selector

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