NIO教程（2）-阿里云开发者社区

NIO教程（1）https://developer.aliyun.com/article/1530795

4.5 NIO核心二:通道(Channel)通道Channe概述

通道(Channel):由java.nio.channels包定义的, Channel表示I0源与目标打开的连接。Channel类似于传统的“流"。只不过Channel本身不能直接访问数据，channel只能与Buffer进行交互。

1、NIO的通道类似于流，但有些区别如下:

通道可以同时进行读写，而流只能读或者只能写
通道可以实现异步读写数据
通道可以从缓冲读数据，也可以写数据到缓冲:
2、Bl0中的stream是单向的，例如FilelnputStream对象只能进行读取数据的操作，而NIO中的通道(Channel)是双向的，可以读操作，也可以写操作。
3、Channel在NIO中是一个接口
public interface channe1 extends closeable{}
常用的Channel实现类
FileChannel:用于读取、写入、映射和操作文件的通道。
DatagramChannel:通过UDP读写网络中的数据通道。
SocketChannel:通过TCP读写网络中的数据。
ServerSocketChannel:可以监听新进来的TCP 连接，对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel。【ServerSocketChanne类似ServerSocket , SocketChannel类似Socket】

FileChannel 类

获取通道的一种方式是对支持通道的对象调用getChannel() 方法。支持通道的类如下：

FileInputStream
FileOutputStream
RandomAccessFile
DatagramSocket
Socket
ServerSocket 获取通道的其他方式是使用 Files 类的静态方法 newByteChannel() 获取字节通道。或者通过通道的静态方法 open() 打开并返回指定通道

FileChannel的常用方法

int read(ByteBuffer dst) 从从 Channel 到中读取数据到 ByteBuffer

long read(ByteBuffer[] dsts) 将将 Channel 到中的数据“分散”到 ByteBuffer[]

int write(ByteBuffer src) 将将 ByteBuffer 到中的数据写入到 Channel

long write(ByteBuffer[] srcs) 将将 ByteBuffer[] 到中的数据“聚集”到 Channel

long position() 返回此通道的文件位置

FileChannel position(long p) 设置此通道的文件位置

long size() 返回此通道的文件的当前大小

FileChannel truncate(long s) 将此通道的文件截取为给定大小

void force(boolean metaData) 强制将所有对此通道的文件更新写入到存储设备中

案例1-本地文件写数据

需求：使用前面学习后的 ByteBuffer(缓冲) 和 FileChannel(通道)，将 “hello,黑马Java程序员！” 写入到 data.txt 中.

package com.itheima;  
  
  
import org.junit.Test;  
  
import java.io.FileNotFoundException;  
import java.io.FileOutputStream;  
import java.io.OutputStream;  
import java.nio.ByteBuffer;  
import java.nio.channels.FileChannel;  
  
public class ChannelTest {  
    @Test  
    public void write(){  
        try {  
            // 1、字节输出流通向目标文件  
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("data01.txt");  
            // 2、得到字节输出流对应的通道Channel  
            FileChannel channel = fos.getChannel();  
            // 3、分配缓冲区  
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);  
            buffer.put("hello,黑马Java程序员！".getBytes());  
            // 4、把缓冲区切换成写出模式  
            buffer.flip();  
            channel.write(buffer);  
            channel.close();  
            System.out.println("写数据到文件中！");  
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}

案例2-本地文件读数据

需求：使用前面学习后的 ByteBuffer(缓冲) 和 FileChannel(通道)，将 data01.txt 中的数据读入到程序，并显示在控制台屏幕

public class ChannelTest {
    @Test
    public void read() throws Exception {
        // 1、定义一个文件字节输入流与源文件接通
        FileInputStream is = new FileInputStream("data01.txt");
        // 2、需要得到文件字节输入流的文件通道
        FileChannel channel = is.getChannel();
        // 3、定义一个缓冲区
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        // 4、读取数据到缓冲区
        channel.read(buffer);
        buffer.flip();
        // 5、读取出缓冲区中的数据并输出即可
        String rs = new String(buffer.array(),0,buffer.remaining());
        System.out.println(rs);
    }

案例3-使用Buffer完成文件复制

使用 FileChannel(通道) ，完成文件的拷贝。

@Test
public void copy() throws Exception {
    // 源文件
    File srcFile = new File("C:\\Users\\dlei\\Desktop\\BIO,NIO,AIO\\文件\\壁纸.jpg");
    File destFile = new File("C:\\Users\\dlei\\Desktop\\BIO,NIO,AIO\\文件\\壁纸new.jpg");
    // 得到一个字节字节输入流
    FileInputStream fis = new FileInputStream(srcFile);
    // 得到一个字节输出流
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFile);
    // 得到的是文件通道
    FileChannel isChannel = fis.getChannel();
    FileChannel osChannel = fos.getChannel();
    // 分配缓冲区
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    while(true){
        // 必须先清空缓冲然后再写入数据到缓冲区
        buffer.clear();
        // 开始读取一次数据
        int flag = isChannel.read(buffer);
        if(flag == -1){
            break;
        }
        // 已经读取了数据 ，把缓冲区的模式切换成可读模式
        buffer.flip();
        // 把数据写出到
        osChannel.write(buffer);
    }
    isChannel.close();
    osChannel.close();
    System.out.println("复制完成！");
}

案例4-分散 (Scatter) 和聚集 (Gather)

分散读取（Scatter ）:是指把Channel通道的数据读入到多个缓冲区中去

聚集写入（Gathering ）是指将多个 Buffer 中的数据“聚集”到 Channel。

//分散和聚集
@Test
public void test() throws IOException{
    RandomAccessFile raf1 = new RandomAccessFile("1.txt", "rw");
  //1. 获取通道
  FileChannel channel1 = raf1.getChannel();
  
  //2. 分配指定大小的缓冲区
  ByteBuffer buf1 = ByteBuffer.allocate(100);
  ByteBuffer buf2 = ByteBuffer.allocate(1024);
  
  //3. 分散读取
  ByteBuffer[] bufs = {buf1, buf2};
  channel1.read(bufs);
  
  for (ByteBuffer byteBuffer : bufs) {
    byteBuffer.flip();
  }
  
  System.out.println(new String(bufs[0].array(), 0, bufs[0].limit()));
  System.out.println("-----------------");
  System.out.println(new String(bufs[1].array(), 0, bufs[1].limit()));
  
  //4. 聚集写入
  RandomAccessFile raf2 = new RandomAccessFile("2.txt", "rw");
  FileChannel channel2 = raf2.getChannel();
  
  channel2.write(bufs);
}

案例5-transferFrom()

从目标通道中去复制原通道数据

@Test
public void test02() throws Exception {
    // 1、字节输入管道
    FileInputStream is = new FileInputStream("data01.txt");
    FileChannel isChannel = is.getChannel();
    // 2、字节输出流管道
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("data03.txt");
    FileChannel osChannel = fos.getChannel();
    // 3、复制
    osChannel.transferFrom(isChannel,isChannel.position(),isChannel.size());
    isChannel.close();
    osChannel.close();
}

案例6-transferTo()

把原通道数据复制到目标通道

@Test
public void test02() throws Exception {
    // 1、字节输入管道
    FileInputStream is = new FileInputStream("data01.txt");
    FileChannel isChannel = is.getChannel();
    // 2、字节输出流管道
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("data04.txt");
    FileChannel osChannel = fos.getChannel();
    // 3、复制
    isChannel.transferTo(isChannel.position() , isChannel.size() , osChannel);
    isChannel.close();
    osChannel.close();
}

4.6 NIO核心三：选择器(Selector)

选择器(Selector)概述

选择器（Selector）是 SelectableChannle 对象的多路复用器，Selector 可以同时监控多个 SelectableChannel 的 IO 状况，也就是说，利用 Selector可使一个单独的线程管理多个 Channel。Selector 是非阻塞 IO 的核心

Java 的 NIO，用非阻塞的 IO 方式。可以用一个线程，处理多个的客户端连接，就会使用到 Selector(选择器)
Selector 能够检测多个注册的通道上是否有事件发生(注意:多个 Channel 以事件的方式可以注册到同一个
Selector)，如果有事件发生，便获取事件然后针对每个事件进行相应的处理。这样就可以只用一个单线程去管
理多个通道，也就是管理多个连接和请求。
只有在连接/通道真正有读写事件发生时，才会进行读写，就大大地减少了系统开销，并且不必为每个连接都
创建一个线程，不用去维护多个线程
避免了多线程之间的上下文切换导致的开销

选择器（Selector）的应用

创建 Selector ：通过调用 Selector.open() 方法创建一个 Selector。

Selector selector = Selector.open();

向选择器注册通道：SelectableChannel.register(Selector sel, int ops)

//1. 获取通道
ServerSocketChannel ssChannel = ServerSocketChannel.open();
//2. 切换非阻塞模式
ssChannel.configureBlocking(false);
//3. 绑定连接
ssChannel.bind(new InetSocketAddress(9898));
//4. 获取选择器
Selector selector = Selector.open();
//5. 将通道注册到选择器上, 并且指定“监听接收事件”
ssChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

当调用 register(Selector sel, int ops) 将通道注册选择器时，选择器对通道的监听事件，需要通过第二个参数 ops 指定。可以监听的事件类型（用可使用 SelectionKey 的四个常量表示）：

读 : SelectionKey.OP_READ （1）
写 : SelectionKey.OP_WRITE （4）
连接 : SelectionKey.OP_CONNECT （8）
接收 : SelectionKey.OP_ACCEPT （16）
若注册时不止监听一个事件，则可以使用“位或”操作符连接。

int interestSet = SelectionKey.OP_READ|SelectionKey.OP_WRITE

4.7 NIO非阻塞式网络通信原理分析

Selector 示意图和特点说明

Selector可以实现：一个 I/O 线程可以并发处理 N 个客户端连接和读写操作，这从根本上解决了传统同步阻塞 I/O 一连接一线程模型，架构的性能、弹性伸缩能力和可靠性都得到了极大的提升。

NIO教程（3）https://developer.aliyun.com/article/1530797

NIO教程（2）

4.5 NIO核心二:通道(Channel)通道Channe概述

FileChannel 类

FileChannel的常用方法

案例1-本地文件写数据

案例2-本地文件读数据

案例3-使用Buffer完成文件复制

案例4-分散 (Scatter) 和聚集 (Gather)

案例5-transferFrom()

案例6-transferTo()

4.6 NIO核心三：选择器(Selector)

选择器(Selector)概述

选择器（Selector）的应用

4.7 NIO非阻塞式网络通信原理分析

Selector 示意图和特点说明

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