Java I/O不迷茫,一文为你导航! (8)

缓冲区Buffer:缓冲区是一个对象,里面存的是数据,NIO进行通讯,传递的数据,都包装到Buffer中,Buffer是一个抽象类。子类有ByteBuffer、CharBuffer等,常用的是字节缓冲区,也就是ByteBuffer;

通道Channel:channel是一个通道,通道就是通流某种物质的管道,在这里就是通流数据,他和流的不同之处就在于,流是单向的,只能向一个方向流动,而通道是一个管道,有两端,是双向的,可以进行读操作,也可以写操作,或者两者同时进行;

多路复用器Selector:多路复用器是一个大管家,他管理着通道,通道把自己注册到Selector上面,Selector会轮询注册到自己的管道,通过判断这个管道的不同的状态,来进行相应的操作;

NIO 工作机制的核心思想就是:客户端和服务器端都是使用的通道,通道具有事件,可以将事件注册到多路复选器上,事件有就绪和非就绪两种状态,就绪的状态会放到多路复选器的就绪键的集合中,起一个线程不断地去轮询就绪的状态,根据不同的状态做不同的处理

参考资料:https://wangjingxin.top/2017/01/17/io/

NIO 和 IO 的主要区别

面向流与面向缓冲.
Java NIO和IO之间第一个最大的区别是,IO是面向流的,NIO是面向缓冲区的。Java IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节,直至读取所有字节,它们没有被缓存在任何地方。此外,它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据,需要先将它缓存到一个缓冲区。 Java NIO的缓冲导向方法略有不同。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区,需要时可在缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。

阻塞与非阻塞IO
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。 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,该线程可以继续做其他的事情。 非阻塞写也是如此。一个线程请求写入一些数据到某通道,但不需要等待它完全写入,这个线程同时可以去做别的事情。线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作,所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道(channel)。

选择器(Selectors)
Java NIO的选择器允许一个单独的线程来监视多个输入通道,你可以注册多个通道使用一个选择器,然后使用一个单独的线程来“选择”通道:这些通道里已经有可以处理的输入,或者选择已准备写入的通道。这种选择机制,使得一个单独的线程很容易来管理多个通道。

Java AIO 简单了解

AIO就是异步非阻塞IO,A就是asynchronous的意思,因为NIO1.0虽然面向缓冲,利用多路复选器实现了同步非阻塞IO,可是在NIO1.0中需要使用一个线程不断去轮询就绪集合,开销也是比较大的,所以在jdk1.7中扩展了NIO,称之为NIO2.0,NIO2.0中引入了AIO,此外NIO2.0中还引入了异步文件通道,那么究竟是怎么实现异步的呢?

AIO 有三个特点,它的特点也可以说明它是如何完成异步这样的操作的:

①读完了再通知我;

②不会加快 I/O,只是在读完后进行通知;

③使用回调函数,进行业务处理;

AIO 的核心原理就是:对客户端和服务器端的各种操作进行回调函数的注册(通过实现一个CompletionHandler接口,其中定义了一个completed的成功操作方法和一个fail的失败方法)。在完成某个操作之后,就会自己去调用该注册到该操作的回调函数,达到异步的效果。

BIO/ NIO/ AIO 的简单理解

我们在这里假设一个烧了一排开水的场景,BIO(同步阻塞IO)的做法就是,叫一个线程停留在一个水壶那,直到这个水壶烧开我再去处理下一个水壶;NIO(准备好再通知我,同步非阻塞IO)的做法就是叫一个线程不断地去询问每个水壶的状态,看看是否有水壶的状态发生了变化,变化则再去做相应的处理;AIO(读完了再通知我,异步非阻塞IO)的做法是在每个水壶上都安装一个装置,当水壶烧开之后就会自动通知我水壶烧开了让我做相应的处理;

如果还觉得理解起来有困难的童鞋建议阅读以下这篇文章,相信会有收获:编程技术/2016-06-25-十分钟了解BIO-NIO-AIO.html

BIO、NIO、AIO适用场景分析

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