NIO
同步非阻塞
阻塞与非阻塞的区别：
阻塞时，在调用后果返回时，以后线程会被挂起，并在失去后果之后返回
非阻塞时，如不能立刻失去后果，该调用不会阻塞以后线程，调用者须要定时轮询查看解决状态
Channel(通道)和Buffer(缓冲区)
与一般IO的不同和关系
NIO以块的形式解决数据，然而IO是以最根底的字节流的模式去写入和读出的
NIO不再是和IO一样用OutputStream和InputStream输出流的模式来进行解决数据的，然而又是基于这种流的形式，采纳了通道和缓冲区的流量交易模式进行解决
NIO的通道是能够双向的，IO的流只能是单向的
NIO的缓冲区(字节数组)还能够进行分片，能够建设只读缓冲区、间接缓冲区和间接缓冲区，只读缓冲区就是只能够读，间接缓冲区是为了放慢I/O速度，以一种非凡的形式调配其内存的缓冲区
NIO采纳的是多路复用的IO模型，BIO用的是阻塞的IO模型
通道的概念
通道是对原I/O包中的流的模仿。到任何目的地的所有数据都必须通过一个Channel对象(通道)。一个Buffer本质上就是一个容器对象。发送给一个通道的所有对象都必须首先放到缓冲区中；从通道中读取的任何数据都要读到缓冲区中
缓冲区的概念
Buffer是一个对象，它蕴含一些要写入或者刚读出的数据。在NIO中退出Buffer对象，在流式IO中，将数据间接写入或者读到Stream对象中
在NIO库中，所有数据都是用缓冲区解决的。在读取数据时，它是间接读到缓冲区中的。在写入数据时，它是写入到缓冲区的。任何时候拜访NIO中的数据，都须要将它放到缓冲区中
缓冲区本质上是一个数组。通常它是一个字节数组，然而也能够应用其余品种的数组。然而一个缓冲区不仅仅是一个数组，缓冲区提供了对数据的结构化拜访，而且还能够跟踪零碎的读/写过程
ByteBuffer
CharBuffer
ShortBuffer
IntBuffer
LongBuffer
FloatBuffer
DoubleBuffer
选择器
Selector是多路复用器，用于同时检测多个通道的事件以实现异步I/O。
通过一个选择器来同时对多个套接字通道进行监听，当套接字通道有可用的事件的时候，通道改为可用状态，选择器就能够实现可用的状态。
工作原理
客户端-----》Channel-----》Selector------》keys--状态扭转---》server
Buffer 缓冲区 Channel 通道 Selector 选择器
Server端创立ServerSocketChannel 有一个Selector多路复用器 轮询所有注册的通道，依据通道状态，执行相干操作
Connect 连贯状态
Accept 阻塞状态
Read 可读状态
Write 可写状态
Client端创立SocketChannel 注册到Server端的Selector
buffer
capacity 缓冲区数组的总长度
position 下一个要操作的数据元素的地位
limit 缓冲区数组中不可操作的下一个元素的地位，limit<=capacity
mark 用于记录以后position的前一个地位或者默认是0
clear/flip/rewind等都是操作limit和position的值来实现反复读写的
ByteBuffer
有且仅有ByteBuffer(字节缓冲区)能够间接与通道交互。
public static void main(String[] args) {
//生成FileChannel文件通道 FileChannel的操作--> 操作ByteBuffer用于读写，并独占式拜访和锁定文件区域
// 写入文件
try(FileChannel fileChannel = new FileOutputStream(FILE).getChannel()){
fileChannel.write(ByteBuffer.wrap("test".getBytes()));
} catch (IOException e){
throw new RuntimeException("写入文件失败",e);
}
// 在文件结尾写入
try(FileChannel fileChannel = new RandomAccessFile(FILE,"rw").getChannel()){
fileChannel.position(fileChannel.size());//移至文件结尾
fileChannel.write(ByteBuffer.wrap("some".getBytes()));
} catch (IOException e){
throw new RuntimeException("写入文件结尾失败",e);
}
try(FileChannel fileChannel = new FileInputStream(FILE).getChannel();
FileChannel out = new FileOutputStream("C:UserssinosoftDesktopcopy.txt").getChannel()
){
// 读取操作，须要调用allocate显示调配ByteBuffer
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
// read之后将数据放入缓冲区
while (fileChannel.read(byteBuffer) != -1){
byteBuffer.flip(); // 筹备写入
out.write(byteBuffer);
byteBuffer.clear(); // 清空缓存区
}
} catch (IOException e){
throw new RuntimeException("读取文件失败",e);
}
}
办法阐明
rewind()办法是将position设置为缓冲区的开始地位
get()和put()都会批改position
get(int)和put(int)都不会批改position
mark()设置mark为以后position
flip()将写模式切换为读模式
public final Buffer flip() {
limit = position;
position = 0;
mark = -1;
return this;
}
内存映射文件
内存映射文件能够创立和批改那些因为太大而无奈放入内存的文件。
RandomAccessFile tdat = new RandomAccessFile("test.dat", "rw");
MappedByteBuffer out = tdat.getChannel().map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, length);
或者
FileChannel fc = new FileInputStream(new File("temp.tmp")).getChannel();
IntBuffer ib = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY,0, fc.size()).asIntBuffer();
映射文件拜访比规范IO性能高很多
文件锁定
文件锁定可同步拜访，文件锁对其余操作系统过程可见，因为java文件锁间接映射到本机操作系统锁定工具。
public class FileLockTest {
private static final String FILE = "C:UserssinosoftDesktop残余工作正本.txt";
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
FileChannel fileChannel = new FileOutputStream(FILE).getChannel();
// 文件锁
FileLock fileLock = fileChannel.tryLock();
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
FileChannel fileChannel = null;
try {
fileChannel = new FileOutputStream(FILE).getChannel();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
byteBuffer.put("aqws".getBytes());
try {
System.out.println("线程筹备写");
fileChannel.write(byteBuffer);
System.out.println("线程写完");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
thread.start();
if(fileLock != null){
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
byteBuffer.put("aqwqdqdhwfwihfejfhi".getBytes());
System.out.println("主线程睡眠");
Thread.sleep(10000);
// 会报错 java.nio.channels.NonWritableChannelException// fileChannel.read(byteBuffer);
System.out.println("主线程筹备写");
fileChannel.write(byteBuffer);
fileLock.release();
}
}
}
主线程睡眠
线程筹备写
java.io.IOException: 另一个程序已锁定文件的一部分，过程无法访问。
at sun.nio.ch.FileDispatcherImpl.write0(Native Method)
at sun.nio.ch.FileDispatcherImpl.write(FileDispatcherImpl.java:75)
at sun.nio.ch.IOUtil.writeFromNativeBuffer(IOUtil.java:93)
at sun.nio.ch.IOUtil.write(IOUtil.java:65)
at sun.nio.ch.FileChannelImpl.write(FileChannelImpl.java:211)
at com.zhanghe.study.io.nio.FileLockTest$1.run(FileLockTest.java:35)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
主线程筹备写
通过调用FileChannel上的tryLock或lock，能够取得整个文件的FileLock(SocketChannel、DatagramChannel和ServerSocketChannel不须要锁定，因为实质上就是单线程实体)
tryLock()是非阻塞的，试图获取锁，若不能获取，只是从办法调用返回
lock()会阻塞，直到取得锁，或者调用lock()的线程中断，或者调用lock()办法的通道敞开。
应用FileLock.release()开释锁