NIO Channel Scatter/Gather 管道Pipe类

通道提供了一种被称为Scatter/Gather的重要新功能（有时也被称为矢量I/O）。Scatter/Gather是一个简单却强大的概念，它是指在多个缓冲区上实现一个简单的I/O操作。对于一个write操作而言，数据是从几个缓冲区按顺序抽取（称为gather）并沿着通道发送的。缓冲区本身并不需要具备这种gather的能力（通常它们也没有此能力）。该gather过程的效果就好比全部缓冲区的内容被连结起来，并在发送数据前存放到一个大的缓冲区中。对于read操作而言，从通道读取的数据会按顺序被散布（称为scatter）到多个缓冲区，将每个缓冲区填满直至通道中的数据或者缓冲区的最大空间被消耗完。

支持Scatter/Gather操作的Channel都实现了对应的Scatter/GatherChannel接口：

　　两个带带offset和length参数版本的read( ) 和write( )方法使得我们可以使用缓冲区阵列的子集缓冲区

两个接口提供的核心功能为对Buffer[]读写的能力，当在一个通道上请求一个Scatter/Gather操作时，该请求会被翻译为适当的本地调用来直接填充或抽取缓冲区。这是一个很大的进步，因为减少或避免了缓冲区拷贝和系统调用。Scatter/Gather应该使用直接的ByteBuffers以从本地I/O获取最大性能优势。使用得当的话，Scatter/Gather会是一个极其强大的工具。它允许您委托操作系统来完成辛苦活：将读取到的数据分开存放到多个存储桶（bucket）或者将不同的数据区块合并成一个整体。这是一个巨大的成就，因为操作系统已经被高度优化来完成此类工作了。它节省了您来回移动数据的工作，也就避免了缓冲区拷贝和减少了您需要编写、调试的代码数量。既然您基本上通过提供数据容器引用来组合数据，那么按照不同的组合构建多个缓冲区阵列引用，各种数据区块就可以以不同的方式来组合了（尤其是针对read操作）。

对应示例代码如下：

    /**
     * 矢量操作
     * @throws Exception
     */
    @Test
    public void scatteringChannelTest() throws Exception {
        Pipe pipe = Pipe.open();
        ByteBuffer[] buffers = NIOUtils.getByteBuffers("hello","world");
        pipe.sink().write(buffers);

        ByteBuffer readbuffer = ByteBuffer.allocate(100);
        pipe.source().read(readbuffer);

        ByteBuffer[] buffers2 = NIOUtils.getByteBuffers("hello","world","hello");
        pipe.sink().write(buffers2);

        ByteBuffer[] readbuffers = NIOUtils.getReadableByteBuffers(2);
        pipe.source().read(readbuffers);
        System.out.println("end-----------------------");

    }

管道 Pipe：

　　上面的代码中还用到了Pipe类，Pipe类创建一对提供环回机制的Channel对象。这两个通道的远端是连接起来的，以便任何写在SinkChannel对象上的数据都能出现在SourceChannel对象上。Pipe实例是通过调用不带参数的Pipe.open( )工厂方法来创建的。Pipe类定义了两个嵌套的通道类来实现管路。这两个类是Pipe.SourceChannel（管道负责读的一端）和Pipe.SinkChannel（管道负责写的一端）。这两个通道实例是在Pipe对象创建的同时被创建的，可以通过在Pipe对象上分别调用source( )和sink( )方法来取回。

　　管道可以被用来仅在同一个Java虚拟机内部传输数据。虽然有更加有效率的方式来在线程之间传输数据，但是使用管道的好处在于封装性。生产者线程和用户线程都能被写道通用的Channel API中。根据给定的通道类型，相同的代码可以被用来写数据到一个文件、socket或管道。选择器可以被用来检查管道上的数据可用性，如同在socket通道上使用那样地简单。这样就可以允许单个用户线程使用一个Selector来从多个通道有效地收集数据，并可任意结合网络连接或本地工作线程使用。因此，这些对于可伸缩性、冗余度以及可复用性来说无疑都是意义重大的。

　　Pipes的另一个有用之处是可以用来辅助测试。一个单元测试框架可以将某个待测试的类连接到管道的“写”端并检查管道的“读”端出来的数据。它也可以将被测试的类置于通道的“读”端并将受控的测试数据写进其中。两种场景对于回归测试都是很有帮助的。