BIO 和 NIO

一、阻塞(Block)和非阻塞(NonBlock)

阻塞和非阻塞是进程在访问数据的时候,数据是否准备就绪的一种处理方式,当数据没有准备的时候阻塞:

阻塞:往往需要等待缞冲区中的数据准备好过后才处理其他的事情,否則一直等待在那里。

非阻塞:当我们的进程访问我们的数据缓冲区的时候,如果数据没有准备好则直接返回,不会等待。如果数据已经准备好,也直接返回

二、BIO与NIO

1、区别

2、Java NIO和IO之间第一个最大的区别是,IO是面向流的而NIO是面向缓冲区的

3、阻塞与非阻塞原因

  (1)Java IO的各种流是阻塞的。这意味着,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,或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情了。 

  (2)Java NIO的非阻塞模式,使一个线程从某通道发送请求读取数据,但是它仅能得到目前可用的数据,如果目前没有数据可用时,就什么都不会获取。而不是保持线程阻塞,所以直至数据变的可以读取之前,该线程可以继续做其他的事情。 

4、BIO读文件方式

 5、NIO简介:核心对象需要掌握:缓冲区(Buffer)、通道(Channel)、选择器(Selector)。

(1)缓冲区(Buffer)

  缓冲区实际上是一个容器对象,更直接的说,其实就是一个数组,在NIO库中,所有数据都是用缓冲区处理的。在读取数据时,它是直接读到缓冲区中的; 在写入数据时,它也是写入到缓冲区中的;任何时候访问 NIO 中的数据,都是将它放到缓冲区中。

  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

  

  1)其中的四个属性的含义分别如下:
  容量(Capacity):缓冲区能够容纳的数据元素的最大数量。这一个容量在缓冲区创建时被设定,并且永远不能改变。
  上界(Limit):缓冲区的第一个不能被读或写的元素。或者说,缓冲区中现存元素的计数。
  位置(Position):下一个要被读或写的元素的索引。位置会自动由相应的 get( )和 put( )函数更新。
  标记(Mark):下一个要被读或写的元素的索引。位置会自动由相应的 get( )和 put( )函数更新。

  2)Buffer的常见方法如下所示:
  flip(): 写模式转换成读模式
  rewind():将 position 重置为 0 ,一般用于重复读。
  clear() :清除
  compact(): 将未读取的数据拷贝到 buffer 的头部位。
  mark(): reset():mark 可以标记一个位置, reset 可以重置到该位置。
  Buffer 常见类型: ByteBuffer 、 MappedByteBuffer 、 CharBuffer 、 DoubleBuffer 、 FloatBuffer 、 IntBuffer 、 LongBuffer 、 ShortBuffer 。  

  3)缓冲区存取数据流程
  存数据时position会++,当停止数据读取的时候
  调用flip(),此时limit=position,position=0
  读取数据时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) 。

(2)通道Channel

  1) 通道是一个对象,通过它可以读取和写入数据  

  2)使用NIO读取数据
  在前面我们说过,任何时候读取数据,都不是直接从通道读取,而是从通道读取到缓冲区。所以使用NIO读取数据可以分为下面三个步骤:

  1. 从FileInputStream获取Channel
  2. 创建Buffer
  3. 将数据从Channel读取到Buffer中

  3)使用NIO写入数据
  使用NIO写入数据与读取数据的过程类似,同样数据不是直接写入通道,而是写入缓冲区,可以分为下面三个步骤:

  1. 从FileOutputStream获取Channel
  2. 创建Buffer
  3. 将数据从Channel写入到Buffer中

(3)Selector

  1)在老IO中,serverSocket和socket都是阻塞式的,因此一旦有大规模的并发行为,而每一个访问都会开启一个新线程。这时会有大规模的线程上下文切换操作(因为都在等待,所以资源全 都被已有的线程吃掉了),这时无论是等待的线程还是正在处理的线程,响应率都会下降,并且会影响新的线程。

  2)jdk1.4后,引入NIO,工作原理

  

  NIO的工作原理:
  1.由一个专门的线程来处理所有的IO事件,并负责分发。
  2.事件驱动机制:事件到的时候触发,而不是同步的去监视事件。
  3.线程通讯:线程之间通过wait,notify等方式通讯。保证每次上下文切换都是有意义的。减少无谓的线程切换。

  NlO中实现非阻塞IO的核心设计Selector,Selector就是注册各种IO事件的地方,而且当那些事件发生时,就是这个对象告诉我们所发生的事件。

  

  当有读或者写等任何注册的事件发生时,可以从Selector中获得相应的SelectionKey,同时从SelectionKey中可以找到发生的事件和该事件所发生的具体的SelectableChannel,以获得客户端发送过来的数据。
  使用NIO中非阻塞IO编写服务器处理程序,有三个步骤
  1.向Selector对象注册感兴趣的事件
  2.从Selector中获取感兴趣的事件
  3.根据不同事件进行相应的处理

 BIO ServerSocket
 NIO ServerSocketChannel
 AIO AsynchronousServerSocketChannel  :异步非阻塞的IO

原文连接:https://blog.csdn.net/charjay_lin/article/details/81810922

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