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深入理解JAVA NIO 线程

Java NIO非堵塞应用通常适用用在I/O读写等方面,我们知道,系统运行的性能瓶颈通常在I/O读写,包括对端口和文件的操作上,过去,在打开一个I/O通道后,read()将一直等待在端口一边读取字节内容,如果没有内容进来,read()也是傻傻的等,这会影响我们程序继续做其他事情,那么改进做法就是开设线程,让线程去等待,但是这样做也是相当耗费资源(传统socket通讯服务器设计模式)的。

Java NIO非堵塞技术实际是采取Reactor模式,或者说是Observer模式为我们监察I/O端口,如果有内容进来,会自动通知我们,这样,我们就不必开启多个线程死等,从外界看,实现了流畅的I/O读写,不堵塞了。

Java NIO出现不只是一个技术性能的提高,你会发现网络上到处在介绍它,因为它具有里程碑意义,从JDK1.4开始,Java开始提高性能相关的功能,从而使得Java在底层或者并行分布式计算等操作上已经可以和C或Perl等语言并驾齐驱。

如果你至今还是在怀疑Java的性能,说明你的思想和观念已经完全落伍了,Java一两年就应该用新的名词来定义。从JDK1.5开始又要提供关于线程、并发等新性能的支持,Java应用在游戏等适时领域方面的机会已经成熟,Java在稳定自己中间件地位后,开始蚕食传统C的领域。

本文主要简单介绍NIO的基本原理,

NIO主要原理和适用。

NIO 有一个主要的类Selector,这个类似一个观察者,只要我们把需要探知的socketchannel告诉Selector,我们接着做别的事情,当有事件发生时,他会通知我们,传回一组SelectionKey,我们读取这些Key,就会获得我们刚刚注册过的socketchannel,然后,我们从这个Channel中读取数据,放心,包准能够读到,接着我们可以处理这些数据。

Selector内部原理实际是在做一个对所注册的channel的轮询访问,不断的轮询(目前就这一个算法),一旦轮询到一个channel有所注册的事情发生,比如数据来了,他就会站起来报告,交出一把钥匙,让我们通过这把钥匙(SelectionKey表示 SelectableChannel 在 Selector 中的注册的标记。 )来读取这个channel的内容。

了解了这个基本原理,我们结合代码看看使用,在使用上,也在分两个方向,一个是线程处理,一个是用非线程,后者比较简单,看下面代码:

package com.joypollex.selector;import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
import java.nio.channels.spi.*;
import java.net.*;
import java.util.*;/**
 *
 * @author Administrator
 * @version
 */
public class NBTest {
    /** Creates new NBTest */    public NBTest() {    }    public void startServer() throws IOException{
       int channels = 0;
       int nKeys = 0;
       int currentSelector = 0;       // 使用Selector
       Selector selector = Selector.open();       // 建立Channel 并绑定到9000端口
       ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
       InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(),9000);
       ssc.socket().bind(address);       // 使设定non-blocking的方式。
       ssc.configureBlocking(false);       // 向Selector注册Channel及我们有兴趣的事件
       SelectionKey s = ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
       printKeyInfo(s);       while(true) {// 不断的轮询
           debug("NBTest: Starting select");           // Selector通过select方法通知我们我们感兴趣的事件发生了。
           nKeys = selector.select();
           // 如果有我们注册的事情发生了,它的传回值就会大于0
           if(nKeys > 0){
               debug("NBTest: Number of keys after select operation: " +nKeys);               // Selector传回一组SelectionKeys
               // 我们从这些key中的channel()方法中取得我们刚刚注册的channel。
               Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
               Iterator i = selectedKeys.iterator();
               while(i.hasNext()){
                       s = (SelectionKey) i.next();
                       printKeyInfo(s);
                       debug("NBTest: Nr Keys in selector: " +selector.keys().size());                       // 一个key被处理完成后,就都被从就绪关键字(ready keys)列表中除去
                       i.remove();
                       if(s.isAcceptable()){
                           // 从channel()中取得我们刚刚注册的channel。
                           SocketChannel sc = ((ServerSocketChannel) s.channel()).accept();                           sc.configureBlocking(false);
                           sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ |SelectionKey.OP_WRITE);
                           System.out.println(++channels);
                       } else{
                           debug("NBTest: Channel not acceptable");
                       }
               }
           }else{
               debug("NBTest: Select finished without any keys!");
           }       }}    private static void debug(String s) {
        System.out.println(s);
    }    private static void printKeyInfo(SelectionKey sk) {
        String s = new String();        s = "Att: " + (sk.attachment() == null ? "no" : "yes");
        s += ", Read: " + sk.isReadable();
        s += ", Acpt: " + sk.isAcceptable();
        s += ", Cnct: " + sk.isConnectable();
        s += ", Wrt: " + sk.isWritable();
        s += ", Valid: " + sk.isValid();
        s += ", Ops: " + sk.interestOps();
        debug(s);
    }    /**
     * @param args
     *            the command line arguments
     */
    public static void main(String args[]) {
        NBTest nbTest = new NBTest();
        try {
            nbTest.startServer();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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