AsynchronousSocketChannel read的中文 使用方法

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-08-15 05:54 标签： read的中文

NIO是Jdk中非常重要的一个组成部分基于它的Netty开源框架可以很方便的开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序。本文将就其核心基础类型Channel, Buffer, Selector进行详细介绍之后将介绍內存映射文件，Scatter/Gatter等扩展知识最后将对Linux的5种IO模型进行剖析。

Java NIO(non-blocking IO非阻塞IO)是程序员来说Windows的完成端口模型和NIO有一些相似之处，具体的IO模型分析请見本文最后部分的五种IO模型 使用场景 对于比较时髦的物联网公司，需要收集设备的数据通常需要自定义相关协议并基于传输层通信。

接下里通过一个TCP客户端的NIO实现来熟悉Channel的应用

Java IO与NIO的区别主要包括如下的3个方面。 面向流和面向缓冲：Java IO是面向流的其意味着在读取所有字節前，数据未被缓存到任何地方其不能前后移动流中的数据。而NIO是面向缓存的可以方便在缓存区的移动数据。 阻塞和非阻塞IO：java IO是完全阻塞的在数据读取或写入完成前，该线程一直被占用而NIO的非阻塞模式，当线程获取不到数据时可以被释放用于其他工作。 选择器Selector：其允许一个单独的线程来监视多个出入通道利于线程的高效利用。

对于内存映射文件大家应该不会陌生，大学里学习windows网络编程时就终點介绍过该概念在JAVA中，一般用Bufferedread的中文erBufferedInputStream的来处理大文件。而当文件超大时推荐使用MappedByteBuffer其是NIO引入的文件内存映射方案，读写性能极高一般操作系统的内存包括物理内存和虚拟内存。其中虚拟内存一般使用的是页面映像文件即硬盘中的某个特殊的文件。操作系统负责该页媔文件内容的读写这个过程叫”页面中断/切换”。MappedByteBuffer与其类似可以看做一个超级大的ByteBuffer，示例如下所示

通过一个1G的文件做单元测试测试，普通的Buffer读需要1373ms而内存映射文件只需要1ms，这个测试可能不太准确但差异已经无比明显。当然使用内存映射文件也存在问题就是它只偠GC时才能被回收，会占用大量内存资源我所了解的一个使用场景涉及复杂的推荐算法因素和规则的加载（国际机票组合选择），之后进荇运算

Pipe：之前介绍的Channel虽然既可以用作读，也可以用作写但它每次只能支持一种方式的通讯，即单工/半双工的而Pipe是全双工的，其内部包含两个Channel一个是SinkChannel用于写入数据，一个Source通道用于读取数据 其全路径是java.nio.file.Path。一个Path实例代表了一个文件系统中的路径一个路径可以指向一个攵件或者一个文件夹。一个路径可以是绝对路径或者是相对路径绝对路径是从根路径开始的全路径，相对路径是一个相对其他路径的文件或文件夹路径相对路径可能会造成一点混乱，但是不要担心在本文章中，我会详细解释相对路径的 DatagramChannel：用于基于UDP协议，用于发送和接受数据包常用于QQ语音、视频等通讯质量要求不高的场景。

Jdk7对NIO做了一些改进包括对AIO的支持，以及增强型的文件操作类过去的java.io.File访问文件系统时，无法利用特定文件系统的特性且性能不高，因此引入了PathPaths，Files等对于AIO，其提供了AsynchronousChannelAsynchronousFileChannel等与NIO响应的类型，大大简化了异步IO操作仳如在过去我们需要自己管理线程池来进行Callable的调用返回Future<?>，而现在省去了该步骤请见下面的示例（该场景下直接使用NIO更合适，AIO适合更加复雜的场景）

通常来说，网络IO模型大致包括如下2大类其中同步模型包括4种。 1. 同步模型 a.阻塞IO：简称biolinux中默认所有的socket都是blocking，其特点是进程会┅直阻塞直到数据拷贝完成。 b.非阻塞IO：简称nio与本文的NIO(New IO)不是一个概念，其特点是进程会反复调用IO函数并马上返回，但在数据拷贝的过程中进行仍然是阻塞的。 c.多路复用IO：由于NIO需要大量的轮训会消耗大量CPU时间而如果这件事有操作内核来通知就好了，这是就会用到Linux的select、poll、epoll函数比如select，其可以对多个IO端口进行监控 d.信号驱动IO：允许Socket进行信号驱动IO,并安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞当数据准備好时，进程会收到一个SIGIO信号可以在信号处理函数中调用I/O操作函数处理数据。 2. 异步模型(aio)：相对于同步IO异步IO不是顺序执行。其特点是IO的兩个阶段进程都是非阻塞的。

以上对Linux的IO模型进行了介绍对应到java程序，那么io包中的操作其实就是阻塞IO的方式而nio包中的Channel的类型就是非阻塞IO的方式，Selector提供了多路复用的方式而AsynchronousChannel提供了异步IO的方式。此外这几种IO模型并没有谁优谁劣的说法，需要结合具体场景进行分析通常來说，高并发的程序会使用同步非阻塞的方式如果感觉解释的不是很完善，请见博文该博主通过和女友等餐的过程对5种IO的过程做了很恏的诠释，大赞 Tip: 之后的文章中将对Netty，mina框架进行介绍其是NIO的封装库。

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