Java NIO 入门

关于多路复用

很多人用过InputStreamOutputStream接口,用来操作文件Socket等等 IO 操作。
如果是简单的,速度较快的 IO 操作,我们用Stream类的接口,依然可以风生水起。
如果你要使用非阻塞的 IO 的话,他们可能就满足不了你了。

熟悉操作系统的人会知道,操作非阻塞 IO 无非几种多路复用:

  1. select
  2. poll
  3. epoll
  4. kqueue
  5. IOCP

这里的复用模型有几个是操作系统相关的——也就是说,并不是所有的操作系统都可以用,典型的就是IOCPWindows的"专利",kqueueBSD的"专利"(比如macOS)。

那么 java 作为一门跨平台的语言解决方案,是如何在虚拟机上使用 non-blocking IO 的呢?
具体的实现我们可以不管,它使用了Selector的 API,调用方式非常类似select

Channel & ByteBuffer vs Stream

nio中,不再使用Stream APISocket进行交互,而是使用ChannelByteBuffer进行交互,
Channel负责管道的工作,ByteBuffer负责缓存的工作。

原先InputStreamOutputStream的工作就由Channel做掉了,如果这个Channel支持Select模型的话,它就是SelectableChannel的子类。
那么,在消息循环的模型中,首先要建立循环,像我们的Looper.loop()一样,我们先用Selector.open()新建一个Selector

Selector eventSelector = Selector.open();

// 设置这个 channel 是非阻塞的
socketChannel.configureBlocking(false);

// 注册到 selector 里,并设置好关心的事件
socketSelectionKey = socketChannel.register(eventSelector, SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);

Selector

接下来调用 eventSelector.select() 阻塞,就能在你关心的事件到来的时候,阻塞就会被唤醒,处理事件。

sample:

while (connected) {
    eventSelector.select();
    Set<SelectionKey> keys = eventSelector.selectedKeys();
    Iterator<SelectionKey> iterator = keys.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        SelectionKey key = iterator.next();
        if (key.isReadable()) {
            // 当 socket 可读
            internalOnRead((ReadableByteChannel) key.channel());
        }

        if (key.isWritable()) {
            // 当 socket 可写
            internalOnWrite((WritableByteChannel) key.channel());
        }
        iterator.remove();
    }
}

总结

nio 对于客户端的优势几乎没有,但是可以让代码更好管理; 如果这时候你使用的是ServerSocket,好处就立马体现了,因为你的业务需求很可能是这样:

  1. master 线程,开启 accept.
  2. 如果有客户接入,开启一个 worker,用来服务 client。
  3. 服务完后,保持或者关闭这个连接。

(这个业务模型类似Apache httpd)这样的业务模型可能导致过多的线程开销,使得并发量并不高。

那么,老生常谈的event-driven的模型在java中,就差不多是这样的逻辑:

  1. master 线程,开启 selector, 并为 ServerSocket 注册 accept, read, write 等事件。
  2. 客户接入,为 client socket 注册 read, write 事件,依旧在该线程里面进行循环。
  3. 当 event trigger 的时候,处理相关业务逻辑。

第二个模型只启动了一个线程,所有的IO操作都在 OS 里面完成了,用户空间内的资源消耗大大降低,这也是我们把 Server 端的 IO 改成 nio 的优势。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,921评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,635评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,393评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,836评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,833评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,685评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,043评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,694评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 42,671评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,670评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,779评论 1 332
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,424评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,027评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,984评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,214评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,108评论 2 351
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,517评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容