NIO的缓冲区、通道、选择器关系理解

Buffer的数据存取

   一个用于特定基本数据类行的容器。有java.nio包定义的，所有缓冲区都是抽象类Buffer的子类。

  Java NIO中的Buffer主要用于与NIO通道进行交互，数据是从通道读入到缓冲区，从缓冲区写入通道中的。

  Buffer就像一个数组，可以保存多个相同类型的数据。根据类型不同（boolean除外），有以下Buffer常用子类：ByteBuffer、CharBuffer、ShortBuffer、IntBuffer、LongBuffer、FloatBuffer、DoubleBuffer

Buffer的概述

1）容量（capacity）：表示Buffer最大数据容量，缓冲区容量不能为负，并且建立后不能修改。

2）限制（limit）：第一个不应该读取或者写入的数据的索引，即位于limit后的数据不可以读写。缓冲区的限制不能为负，并且不能大于其容量（capacity）。

3）位置（position）：下一个要读取或写入的数据的索引。缓冲区的位置不能为负，并且不能大于其限制（limit）。

4）标记（mark）与重置（reset）：标记是一个索引，通过Buffer中的mark()方法指定Buffer中一个特定的position，之后可以通过调用reset()方法恢复到这个position。

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		// 1.指定缓冲区大小1024
		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
		System.out.println("--------------------");
		System.out.println(buf.position());
		System.out.println(buf.limit());
		System.out.println(buf.capacity());
		// 2.向缓冲区存放5个数据
		buf.put("abcd1".getBytes());
		System.out.println("--------------------");
		System.out.println(buf.position());
		System.out.println(buf.limit());
		System.out.println(buf.capacity());
		// 3.开启读模式
		buf.flip();
		System.out.println("----------开启读模式...----------");
		System.out.println(buf.position());
		System.out.println(buf.limit());
		System.out.println(buf.capacity());
		byte[] bytes = new byte[buf.limit()];
		buf.get(bytes);
		System.out.println(new String(bytes, 0, bytes.length));
		System.out.println("----------重复读模式...----------");
		// 4.开启重复读模式
		buf.rewind();
		System.out.println(buf.position());
		System.out.println(buf.limit());
		System.out.println(buf.capacity());
		byte[] bytes2 = new byte[buf.limit()];
		buf.get(bytes2);
		System.out.println(new String(bytes2, 0, bytes2.length));
		// 5.clean 清空缓冲区  数据依然存在,只不过数据被遗忘
		System.out.println("----------清空缓冲区...----------");
		buf.clear();
		System.out.println(buf.position());
		System.out.println(buf.limit());
		System.out.println(buf.capacity());
		System.out.println((char)buf.get());
	}

}

• make与rest用法

public class Test01 {

	public static void main(String[] args) {
		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
		String str = "abcd1";
		buf.put(str.getBytes());
		// 开启读取模式
		buf.flip();
		byte[] dst = new byte[buf.limit()];
		buf.get(dst, 0, 2);
		buf.mark();
		System.out.println(new String(dst, 0, 2));
		System.out.println(buf.position());
		buf.get(dst, 2, 2);
		System.out.println(new String(dst, 2, 2));
		System.out.println(buf.position());
		buf.reset();
		System.out.println("重置恢复到mark位置..");
		System.out.println(buf.position());
	}

}

通道Channel

1. 通道可以同时进行读写，而流只能读或者只能写

2. 通道可以实现异步读写数据

3. 通道可以从缓冲读数据，也可以写数据到缓冲:

• 分散读取与聚集写入
  
  分散读取：将通道中的数据分散到多个缓冲区中
  
  
  
  聚集写入：将多个缓冲区的数据聚集到通道中
  
  

直接缓冲区与非直接缓冲区别

• 非直接缓冲区：通过 allocate() 方法分配缓冲区，将缓冲区建立在 JVM 的内存中
  
  

// 1.利用通道完成文件的复制(非直接缓冲区)
	static public void test1() throws IOException { // 4400
		long start = System.currentTimeMillis();
		FileInputStream fis = new FileInputStream("e://1.jpg");
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("e://2.jpg");
		// ①获取通道
		FileChannel inChannel = fis.getChannel();
		FileChannel outChannel = fos.getChannel();
		// ②分配指定大小的缓冲区
		ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
		while (inChannel.read(buf) != -1) {
			buf.flip();// 切换为读取数据
			// ③将缓冲区中的数据写入通道中
			outChannel.write(buf);
			buf.clear();
		}
		outChannel.close();
		inChannel.close();
		fos.close();
		fis.close();
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println(end - start);
	}

• 直接缓冲区：通过 allocateDirect() 方法分配直接缓冲区，将缓冲区建立在物理内存中。可以提高效率
  
  

// 使用直接缓冲区完成文件的复制(内存映射文件)
	static public void test2() throws IOException {
		long start = System.currentTimeMillis();
		FileChannel inChannel = FileChannel.open(Paths.get("e://1.jpg"), StandardOpenOption.READ);
		FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("e://2.jpg"), StandardOpenOption.WRITE,
				StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.CREATE);
		// 内存映射文件
		MappedByteBuffer inMappedByteBuf = inChannel.map(MapMode.READ_ONLY, 0, inChannel.size());
		MappedByteBuffer outMappedByteBuffer = outChannel.map(MapMode.READ_WRITE, 0, inChannel.size());
		// 直接对缓冲区进行数据的读写操作
		byte[] dsf = new byte[inMappedByteBuf.limit()];
		inMappedByteBuf.get(dsf);
		outMappedByteBuffer.put(dsf);
		inChannel.close();
		outChannel.close();
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println(end - start);
	}

Selector

一个组件，可以检测多个NIO channel，看看读或者写事件是否就绪。

多个Channel以事件的方式可以注册到同一个Selector，从而达到用一个线程处理多个请求成为可能。

非阻塞IO数据准备就绪之后，由选择器发通知给服务器端，数据在准备之前服务器无需等待