NIO是New I/O的簡稱，與舊式基於流的I/O相對，從名字上來看，它表示新的一套I/O標準。它是從JDK1。4中被納入到JDK中的。

與舊式的IO流相比，NIO是基於Block的，它以塊為單位來處理資料，最為重要的兩個元件是緩衝區Buffer和通道Channel。緩衝區是一塊連續的記憶體塊，是NIO讀寫資料的載體；通道表示緩衝資料的源頭和目的地，它用於向緩衝區讀取或者寫入資料，是訪問緩衝區的介面。

Buffer的基本原理

Buffer中最重要的3個引數：位置（position）、容量（capacity）、上限（limit）。他們3者的含義如下

位置（position）： 表示當前緩衝區的位置，從position位置之後開始讀寫資料。容量（capacity）： 表示緩衝區的最大容量上限（limit）： 表示緩衝區的實際上限，它總是小於或等於容量

緩衝區的容量（capacity）是不變的，而位置（position）和上限（limit）和以根據實際需要而變化。也就是說，可以透過改變當前位置和上限來操作緩衝區內任意位置的資料。

Buffer的常用方法

NIO提供一系列方法來操作Buffer的位置（position）和上限（limit），以及向緩衝區讀寫資料。

put（） //向緩衝區position位置新增資料。並且position往後移動，不能超過limit上限。get（） //讀取當前position位置的資料。並且position往後移動，不能超過limit上限。flip（） //將limit置位為當前position位置，再講position設定為0rewind（） //僅將當前position位置設定為0remaining //獲取緩衝區中當前position位置和limit上限之間的元素數（有效的元素數）hasRemaining（） //判斷當前緩衝區是否存在有效的元素數mark（） //在當前position位置打一個標記reset（） //將當前position位置恢復到mark標記的位置。duplicate（） //複製緩衝區

建立緩衝區

//建立一個容量為10的緩衝區ByteBuffer byteBuffer1=ByteBuffer。allocate（10）；//建立一個包裹資料的緩衝區ByteBuffer byteBuffer2 = ByteBuffer。wrap（“abcde”。getBytes（））；

獲取/設定緩衝區引數

//建立一個容量為10的緩衝區ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer。allocate（10）；System。out。println（“位置：”+byteBuffer。position（））； //0System。out。println（“上限：”+byteBuffer。limit（））； //10System。out。println（“容量：”+byteBuffer。capacity（））；//10

新增資料到緩衝區

//建立一個容量為10的緩衝區ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer。allocate（10）；//新增資料到緩衝區byteBuffer。put（“abcde”。getBytes（））；System。out。println（“position位置：”+byteBuffer。position（））； //5System。out。println（“limit上限：”+byteBuffer。limit（））； //10System。out。println（“capacity容量：”+byteBuffer。capacity（））； //10

rewind重置緩衝區

rewind函式將position置為0位置，並清除標記。

//建立一個容量為10的緩衝區ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer。allocate（10）；//新增資料到緩衝區byteBuffer。put（“abcde”。getBytes（））；System。out。println（“position位置：”+byteBuffer。position（））； //5System。out。println（“limit上限：”+byteBuffer。limit（））； //10System。out。println（“capacity容量：”+byteBuffer。capacity（））； //10System。out。println（“——————”）；//重置緩衝區byteBuffer。rewind（）；System。out。println（“position位置：”+byteBuffer。position（））； //0System。out。println（“limit上限：”+byteBuffer。limit（））； //10System。out。println（“capacity容量：”+byteBuffer。capacity（））；//10

flip重置緩衝區

flip函式現將limit設定為position位置，再將position置為0位置，並清除mar標記。

//建立一個容量為10的緩衝區ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer。allocate（10）；//新增資料到緩衝區byteBuffer。put（“abcde”。getBytes（））；System。out。println（“position位置：”+byteBuffer。position（））； //5System。out。println（“limit上限：”+byteBuffer。limit（））； //10System。out。println（“capacity容量：”+byteBuffer。capacity（））； //10System。out。println（“——————”）；//重置緩衝區byteBuffer。flip（）；System。out。println（“position位置：”+byteBuffer。position（））； //0System。out。println（“limit上限：”+byteBuffer。limit（））； //5System。out。println（“capacity容量：”+byteBuffer。capacity（））；//10

clear清空緩衝區

clear方法也將position置為0，同時將limit置為capacity的大小，並清除mark標記。

//建立一個容量為10的緩衝區ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer。allocate（10）；//設定上限為5byteBuffer。limit（5）；//新增資料到緩衝區byteBuffer。put（“abcde”。getBytes（））；System。out。println（“position位置：”+byteBuffer。position（））； //5System。out。println（“limit上限：”+byteBuffer。limit（））； //5System。out。println（“capacity容量：”+byteBuffer。capacity（））； //10System。out。println（“——————”）；//重置緩衝區byteBuffer。clear（）；System。out。println（“position位置：”+byteBuffer。position（））； //0System。out。println（“limit上限：”+byteBuffer。limit（））； //10System。out。println（“capacity容量：”+byteBuffer。capacity（））；//10

標記和恢復

ByteBuffer buffer = ByteBuffer。allocate（10）；//新增資料到緩衝區buffer。put（“abcde”。getBytes（））；//打一個標記buffer。mark（）；System。out。println（“標記位置：”+buffer。position（））； //5//再新增5個位元組資料到緩衝區buffer。put（“fijkl”。getBytes（））；System。out。println（“當前位置：”+buffer。position（））； //10//將position恢復到mark標記位置buffer。reset（）；System。out。println（“恢復標記位置：”+buffer。position（））；//5

FileChannel通道

FileChannel是用於操作檔案的通道，可以用於讀取檔案、也可以寫入檔案

//建立讀取檔案通道FileChannel fisChannel = new FileInputStream（“day05/src/a。txt”）。getChannel（）；//建立寫入檔案的通道FileChannel fosChannel = new FileOutputStream（“day05/src/b。txt”）。getChannel（）；//建立緩衝區ByteBuffer buffer = ByteBuffer。allocate（2）；while （fisChannel。read（buffer）！=-1）{ System。out。println（“position：”+buffer。position（））； //0 System。out。println（“limit：”+buffer。limit（））；//2 //重置緩衝區（為輸出buffer資料做準備） buffer。flip（）； fosChannel。write（buffer）； //重置緩衝區（為輸入buffer資料做準備） buffer。clear（）；}//關閉通道fisChannel。close（）；fosChannel。close（）；

SocketChannel通道

下面程式碼使用SocketChannel通道上傳檔案到伺服器

public class Client { public static void main（String［］ args） throws IOException { //建立通道 SocketChannel socketChannel = SocketChannel。open（new InetSocketAddress（“127。0。0。1”， 10000））； //建立緩衝區 ByteBuffer buffer = ByteBuffer。allocate（1024）； //讀取本地檔案資料到緩衝區 FileChannel fisChannel = new FileInputStream（“day05/src/a。txt”）。getChannel（）； while （fisChannel。read（buffer）！=-1）{ buffer。flip（）； //為寫入資料做準備 socketChannel。write（buffer）； buffer。clear（）； //為讀取資料做準備 } //關閉本地通道 fisChannel。close（）； //socketChannel。shutdownOutput（）； //讀取服務端回寫的資料 buffer。clear（）； int len = socketChannel。read（buffer）； System。out。println（new String（buffer。array（）， 0， len））； //關閉socket通道 socketChannel。close（）； }}

ServerSocketChannel通道

下面程式碼使用ServerSocketChannel通道接收檔案並儲存到伺服器

public class Server { public static void main（String［］ args） throws IOException { //1。建立ServerSocketChannel通道 ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel。open（）； //2。繫結埠號 serverSocketChannel。bind（new InetSocketAddress（10000））； //3。設定非阻塞 serverSocketChannel。configureBlocking（false）； System。out。println（“伺服器已開啟”）； while （true） { //4。獲取客戶端通道，如果有客戶端連線返回客戶端通道，否則返回null SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel。accept（）； if（socketChannel！=null）{ socketChannel。configureBlocking（false）； //建立本地通道，用於往檔案中寫資料 UUID uuid = UUID。randomUUID（）； FileChannel fosChannel=new FileOutputStream（“day05/src/”+uuid+“。txt”）。getChannel（）； ByteBuffer buffer=ByteBuffer。allocate（1024）； while （socketChannel。read（buffer）>0）{ buffer。flip（）； //準備把緩衝區資料輸出 fosChannel。write（buffer）； buffer。clear（）；//準備讀取資料到緩衝區 } fosChannel。close（）； //回寫資料到客戶端 ByteBuffer resultBuffer=ByteBuffer。wrap（“上傳檔案成功”。getBytes（））； socketChannel。write（resultBuffer）； //關閉客戶端通道 socketChannel。close（）； } } }}

NIO Selector選擇器

Selector

一般稱 為

選擇器

，當然你也可以翻譯為

多路複用器

。它是Java NIO核心元件中的一個，用於檢查一個或多個NIO Channel（通道）的狀態是否處於可讀、可寫。如此可以實現單執行緒管理多個channels，也就是可以管理多個網路連結。

使用Selector的伺服器模板程式碼

有了模板程式碼我們在編寫程式時，大多數時間都是在模板程式碼中新增相應的業務程式碼

ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel。open（）；ssc。socket（）。bind（new InetSocketAddress（“localhost”， 8080））；ssc。configureBlocking（false）；Selector selector = Selector。open（）；ssc。register（selector， SelectionKey。OP_ACCEPT）；while（true） { int readyNum = selector。select（）； if （readyNum == 0） { continue； } Set selectedKeys = selector。selectedKeys（）； Iterator it = selectedKeys。iterator（）； while（it。hasNext（）） { SelectionKey key = it。next（）； if（key。isAcceptable（）） { // 接受連線 } else if （key。isReadable（）） { // 通道可讀 } else if （key。isWritable（）） { // 通道可寫 } it。remove（）； }}

NIO Selector服務端

按照上面的模板程式碼，改寫接收檔案的服務端。

public class Server { public static void main（String［］ args） { try { ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel。open（）； ssc。socket（）。bind（new InetSocketAddress（“localhost”， 10000））； ssc。configureBlocking（false）； Selector selector = Selector。open（）； ssc。register（selector， SelectionKey。OP_ACCEPT）； FileChannel fosChannel=null； while （true） { int readyNum = selector。select（）； System。out。println（readyNum）； if （readyNum == 0） { continue； } Set selectedKeys = selector。selectedKeys（）； Iterator it = selectedKeys。iterator（）； while （it。hasNext（）） { SelectionKey key = it。next（）； SocketChannel socketChannel1=null； SocketChannel socketChannel2=null； if （key。isAcceptable（）） { System。out。println（“isAcceptable”）； // 建立新的連線，並且把連線註冊到selector上，而且， // 宣告這個channel只對讀操作感興趣。 socketChannel1 = ssc。accept（）； socketChannel1。configureBlocking（false）； socketChannel1。register（selector， SelectionKey。OP_READ）； UUID uuid = UUID。randomUUID（）； fosChannel=new FileOutputStream（“day05/src/”+uuid+“。txt”）。getChannel（）； } else if （key。isReadable（）） { System。out。println（“isReadable”）； // 通道可讀 socketChannel2 = （SocketChannel） key。channel（）； //建立本地通道，用於往檔案中寫資料 ByteBuffer readBuff=ByteBuffer。allocate（1024）； while （socketChannel2。read（readBuff）>0）{ readBuff。flip（）； //準備把緩衝區資料輸出 fosChannel。write（readBuff）； readBuff。clear（）；//準備讀取資料到緩衝區 } fosChannel。close（）； key。interestOps（SelectionKey。OP_WRITE）； } else if （key。isWritable（）） { System。out。println（“isWritable”）； // 通道可寫 ByteBuffer writeBuff=ByteBuffer。allocate（1024）； writeBuff。put（“上傳成功”。getBytes（））； writeBuff。flip（）； SocketChannel socketChannel = （SocketChannel） key。channel（）； socketChannel。write（writeBuff）； key。interestOps（SelectionKey。OP_READ）； } it。remove（）； } } } catch （Exception e） { //e。printStackTrace（）； } finally { } }}

TAG: 緩衝區positionoutprintlnbyteBuffer