欧美bbbwbbbw肥妇,免费乱码人妻系列日韩,一级黄片

Java NIO原理圖文分析及代碼實現(xiàn)

 更新時間:2016年09月08日 10:10:25   作者:逸情公子  
本文主要介紹Java NIO原理的知識,這里整理了詳細資料及簡單示例代碼和原理圖,有需要的小伙伴可以參考下

前言:

最近在分析hadoop的RPC(Remote Procedure Call Protocol ,遠程過程調(diào)用協(xié)議,它是一種通過網(wǎng)絡(luò)從遠程計算機程序上請求服務(wù),而不需要了解底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的協(xié)議??梢詤⒖迹?a >http://baike.baidu.com/view/32726.htm )機制時,發(fā)現(xiàn)hadoop的RPC機制的實現(xiàn)主要用到了兩個技術(shù):動態(tài)代理(動態(tài)代理可以參考博客:http://weixiaolu.iteye.com/blog/1477774 )和java NIO。為了能夠正確地分析hadoop的RPC源碼,我覺得很有必要先研究一下java NIO的原理和具體實現(xiàn)。

這篇博客我主要從兩個方向來分析java NIO

目錄:

一.java NIO 和阻塞I/O的區(qū)別
     1. 阻塞I/O通信模型
     2. java NIO原理及通信模型
二.java NIO服務(wù)端和客戶端代碼實現(xiàn)

具體分析:

一.java NIO 和阻塞I/O的區(qū)別

1. 阻塞I/O通信模型

假如現(xiàn)在你對阻塞I/O已有了一定了解,我們知道阻塞I/O在調(diào)用InputStream.read()方法時是阻塞的,它會一直等到數(shù)據(jù)到來時(或超時)才會返回;同樣,在調(diào)用ServerSocket.accept()方法時,也會一直阻塞到有客戶端連接才會返回,每個客戶端連接過來后,服務(wù)端都會啟動一個線程去處理該客戶端的請求。阻塞I/O的通信模型示意圖如下:


 

 如果你細細分析,一定會發(fā)現(xiàn)阻塞I/O存在一些缺點。根據(jù)阻塞I/O通信模型,我總結(jié)了它的兩點缺點:

1. 當客戶端多時,會創(chuàng)建大量的處理線程。且每個線程都要占用??臻g和一些CPU時間

2. 阻塞可能帶來頻繁的上下文切換,且大部分上下文切換可能是無意義的。

在這種情況下非阻塞式I/O就有了它的應(yīng)用前景。

2. java NIO原理及通信模型

Java NIO是在jdk1.4開始使用的,它既可以說成“新I/O”,也可以說成非阻塞式I/O。下面是java NIO的工作原理:

1. 由一個專門的線程來處理所有的 IO 事件,并負責分發(fā)。
2. 事件驅(qū)動機制:事件到的時候觸發(fā),而不是同步的去監(jiān)視事件。
3. 線程通訊:線程之間通過 wait,notify 等方式通訊。保證每次上下文切換都是有意義的。減少無謂的線程切換。

閱讀過一些資料之后,下面貼出我理解的java NIO的工作原理圖:

 
(注:每個線程的處理流程大概都是讀取數(shù)據(jù)、解碼、計算處理、編碼、發(fā)送響應(yīng)。)

Java NIO的服務(wù)端只需啟動一個專門的線程來處理所有的 IO 事件,這種通信模型是怎么實現(xiàn)的呢?呵呵,我們一起來探究它的奧秘吧。java NIO采用了雙向通道(channel)進行數(shù)據(jù)傳輸,而不是單向的流(stream),在通道上可以注冊我們感興趣的事件。一共有以下四種事件:


事件名 對應(yīng)值
服務(wù)端接收客戶端連接事件 SelectionKey.OP_ACCEPT(16)
客戶端連接服務(wù)端事件 SelectionKey.OP_CONNECT(8)
讀事件 SelectionKey.OP_READ(1)
寫事件 SelectionKey.OP_WRITE(4)
        

  服務(wù)端和客戶端各自維護一個管理通道的對象,我們稱之為selector,該對象能檢測一個或多個通道 (channel) 上的事件。我們以服務(wù)端為例,如果服務(wù)端的selector上注冊了讀事件,某時刻客戶端給服務(wù)端發(fā)送了一些數(shù)據(jù),阻塞I/O這時會調(diào)用read()方法阻塞地讀取數(shù)據(jù),而NIO的服務(wù)端會在selector中添加一個讀事件。服務(wù)端的處理線程會輪詢地訪問selector,如果訪問selector時發(fā)現(xiàn)有感興趣的事件到達,則處理這些事件,如果沒有感興趣的事件到達,則處理線程會一直阻塞直到感興趣的事件到達為止。下面是我理解的java NIO的通信模型示意圖:


 

 二.java NIO服務(wù)端和客戶端代碼實現(xiàn)

為了更好地理解java NIO,下面貼出服務(wù)端和客戶端的簡單代碼實現(xiàn)。

服務(wù)端:

package cn.nio; 
 
import java.io.IOException; 
import java.net.InetSocketAddress; 
import java.nio.ByteBuffer; 
import java.nio.channels.SelectionKey; 
import java.nio.channels.Selector; 
import java.nio.channels.ServerSocketChannel; 
import java.nio.channels.SocketChannel; 
import java.util.Iterator; 
 
/** 
 * NIO服務(wù)端 
 * @author 小路 
 */ 
public class NIOServer { 
 //通道管理器 
 private Selector selector; 
 
 /** 
  * 獲得一個ServerSocket通道,并對該通道做一些初始化的工作 
  * @param port 綁定的端口號 
  * @throws IOException 
  */ 
 public void initServer(int port) throws IOException { 
  // 獲得一個ServerSocket通道 
  ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open(); 
  // 設(shè)置通道為非阻塞 
  serverChannel.configureBlocking(false); 
  // 將該通道對應(yīng)的ServerSocket綁定到port端口 
  serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port)); 
  // 獲得一個通道管理器 
  this.selector = Selector.open(); 
  //將通道管理器和該通道綁定,并為該通道注冊SelectionKey.OP_ACCEPT事件,注冊該事件后, 
  //當該事件到達時,selector.select()會返回,如果該事件沒到達selector.select()會一直阻塞。 
  serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); 
 } 
 
 /** 
  * 采用輪詢的方式監(jiān)聽selector上是否有需要處理的事件,如果有,則進行處理 
  * @throws IOException 
  */ 
 @SuppressWarnings("unchecked") 
 public void listen() throws IOException { 
  System.out.println("服務(wù)端啟動成功!"); 
  // 輪詢訪問selector 
  while (true) { 
   //當注冊的事件到達時,方法返回;否則,該方法會一直阻塞 
   selector.select(); 
   // 獲得selector中選中的項的迭代器,選中的項為注冊的事件 
   Iterator ite = this.selector.selectedKeys().iterator(); 
   while (ite.hasNext()) { 
    SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next(); 
    // 刪除已選的key,以防重復(fù)處理 
    ite.remove(); 
    // 客戶端請求連接事件 
    if (key.isAcceptable()) { 
     ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key 
       .channel(); 
     // 獲得和客戶端連接的通道 
     SocketChannel channel = server.accept(); 
     // 設(shè)置成非阻塞 
     channel.configureBlocking(false); 
 
     //在這里可以給客戶端發(fā)送信息哦 
     channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向客戶端發(fā)送了一條信息").getBytes())); 
     //在和客戶端連接成功之后,為了可以接收到客戶端的信息,需要給通道設(shè)置讀的權(quán)限。 
     channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ); 
      
     // 獲得了可讀的事件 
    } else if (key.isReadable()) { 
      read(key); 
    } 
 
   } 
 
  } 
 } 
 /** 
  * 處理讀取客戶端發(fā)來的信息 的事件 
  * @param key 
  * @throws IOException 
  */ 
 public void read(SelectionKey key) throws IOException{ 
  // 服務(wù)器可讀取消息:得到事件發(fā)生的Socket通道 
  SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); 
  // 創(chuàng)建讀取的緩沖區(qū) 
  ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10); 
  channel.read(buffer); 
  byte[] data = buffer.array(); 
  String msg = new String(data).trim(); 
  System.out.println("服務(wù)端收到信息:"+msg); 
  ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes()); 
  channel.write(outBuffer);// 將消息回送給客戶端 
 } 
  
 /** 
  * 啟動服務(wù)端測試 
  * @throws IOException 
  */ 
 public static void main(String[] args) throws IOException { 
  NIOServer server = new NIOServer(); 
  server.initServer(8000); 
  server.listen(); 
 } 
 
} 
 
 
 

客戶端:

package cn.nio; 
 
import java.io.IOException; 
import java.net.InetSocketAddress; 
import java.nio.ByteBuffer; 
import java.nio.channels.SelectionKey; 
import java.nio.channels.Selector; 
import java.nio.channels.SocketChannel; 
import java.util.Iterator; 
 
/** 
 * NIO客戶端 
 * @author 小路 
 */ 
public class NIOClient { 
 //通道管理器 
 private Selector selector; 
 
 /** 
  * 獲得一個Socket通道,并對該通道做一些初始化的工作 
  * @param ip 連接的服務(wù)器的ip 
  * @param port 連接的服務(wù)器的端口號   
  * @throws IOException 
  */ 
 public void initClient(String ip,int port) throws IOException { 
  // 獲得一個Socket通道 
  SocketChannel channel = SocketChannel.open(); 
  // 設(shè)置通道為非阻塞 
  channel.configureBlocking(false); 
  // 獲得一個通道管理器 
  this.selector = Selector.open(); 
   
  // 客戶端連接服務(wù)器,其實方法執(zhí)行并沒有實現(xiàn)連接,需要在listen()方法中調(diào) 
  //用channel.finishConnect();才能完成連接 
  channel.connect(new InetSocketAddress(ip,port)); 
  //將通道管理器和該通道綁定,并為該通道注冊SelectionKey.OP_CONNECT事件。 
  channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT); 
 } 
 
 /** 
  * 采用輪詢的方式監(jiān)聽selector上是否有需要處理的事件,如果有,則進行處理 
  * @throws IOException 
  */ 
 @SuppressWarnings("unchecked") 
 public void listen() throws IOException { 
  // 輪詢訪問selector 
  while (true) { 
   selector.select(); 
   // 獲得selector中選中的項的迭代器 
   Iterator ite = this.selector.selectedKeys().iterator(); 
   while (ite.hasNext()) { 
    SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next(); 
    // 刪除已選的key,以防重復(fù)處理 
    ite.remove(); 
    // 連接事件發(fā)生 
    if (key.isConnectable()) { 
     SocketChannel channel = (SocketChannel) key 
       .channel(); 
     // 如果正在連接,則完成連接 
     if(channel.isConnectionPending()){ 
      channel.finishConnect(); 
       
     } 
     // 設(shè)置成非阻塞 
     channel.configureBlocking(false); 
 
     //在這里可以給服務(wù)端發(fā)送信息哦 
     channel.write(ByteBuffer.wrap(new String("向服務(wù)端發(fā)送了一條信息").getBytes())); 
     //在和服務(wù)端連接成功之后,為了可以接收到服務(wù)端的信息,需要給通道設(shè)置讀的權(quán)限。 
     channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ); 
      
     // 獲得了可讀的事件 
    } else if (key.isReadable()) { 
      read(key); 
    } 
 
   } 
 
  } 
 } 
 /** 
  * 處理讀取服務(wù)端發(fā)來的信息 的事件 
  * @param key 
  * @throws IOException 
  */ 
 public void read(SelectionKey key) throws IOException{ 
  //和服務(wù)端的read方法一樣 
 } 
  
  
 /** 
  * 啟動客戶端測試 
  * @throws IOException 
  */ 
 public static void main(String[] args) throws IOException { 
  NIOClient client = new NIOClient(); 
  client.initClient("localhost",8000); 
  client.listen(); 
 } 
 
} 
 

小結(jié):

終于把動態(tài)代理和java NIO分析完了,呵呵,下面就要分析hadoop的RPC機制源碼了,博客地址:http://weixiaolu.iteye.com/blog/1504898 。不過如果對java NIO的理解存在異議的,歡迎一起討論。
如需轉(zhuǎn)載,請注明出處:http://weixiaolu.iteye.com/blog/1479656

相關(guān)文章

  • Docker 解決openjdk容器里無法使用JDK的jmap等命令問題

    Docker 解決openjdk容器里無法使用JDK的jmap等命令問題

    這篇文章主要介紹了Docker 解決openjdk容器里無法使用JDK的jmap等命令問題,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧
    2020-12-12
  • Java使用SAX解析xml的示例

    Java使用SAX解析xml的示例

    這篇文章主要介紹了Java使用SAX解析xml的示例,幫助大家更好的理解和學習使用Java,感興趣的朋友可以了解下
    2021-03-03
  • Spring?Boot?2.6.x整合Swagger啟動失敗報錯問題的完美解決辦法

    Spring?Boot?2.6.x整合Swagger啟動失敗報錯問題的完美解決辦法

    這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Spring?Boot?2.6.x整合Swagger啟動失敗報錯問題的完美解決辦法,文中通過實例代碼介紹的非常詳細,對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友可以參考下
    2022-03-03
  • 關(guān)于kafka消費不到遠程bootstrap-server?數(shù)據(jù)的問題

    關(guān)于kafka消費不到遠程bootstrap-server?數(shù)據(jù)的問題

    很多朋友遇到kafka消費不到遠程bootstrap-server?數(shù)據(jù)的問題,怎么解決這個問題,很多朋友不知所措,下面小編給大家?guī)砹岁P(guān)于kafka消費不到遠程bootstrap-server?數(shù)據(jù)的問題及解決方法,感興趣的朋友跟隨小編一起看看吧
    2021-11-11
  • 歸并算法之有序數(shù)組合并算法實現(xiàn)

    歸并算法之有序數(shù)組合并算法實現(xiàn)

    這篇文章主要介紹了歸并算法之有序數(shù)組合并算法實現(xiàn)的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下
    2017-07-07
  • JPA findById方法和getOne方法的區(qū)別說明

    JPA findById方法和getOne方法的區(qū)別說明

    這篇文章主要介紹了JPA findById方法和getOne方法的區(qū)別,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。
    2021-08-08
  • java實現(xiàn)中綴表達式轉(zhuǎn)后綴的方法

    java實現(xiàn)中綴表達式轉(zhuǎn)后綴的方法

    這篇文章主要為大家詳細介紹了java實現(xiàn)中綴表達式轉(zhuǎn)后綴的表達式方法,具有一定的參考價值,感興趣的小伙伴們可以參考一下
    2018-11-11
  • Java中Reactor的反應(yīng)器模式詳解

    Java中Reactor的反應(yīng)器模式詳解

    這篇文章主要介紹了Java中Reactor的反應(yīng)器模式詳解,Reactor反應(yīng)器模式有點兒類似事件驅(qū)動模式,當有事件觸發(fā)時,事件源會將事件dispatch分發(fā)到handler處理器進行事件處理,反應(yīng)器模式中的反應(yīng)器角色類似于事件驅(qū)動模式中的dispatcher事件分發(fā)器角色,需要的朋友可以參考下
    2023-12-12
  • Java中方法使用的深入講解

    Java中方法使用的深入講解

    這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Java中方法使用的相關(guān)資料,文中通過示例代碼介紹的非常詳細,對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧
    2020-10-10
  • idea創(chuàng)建maven父子工程導(dǎo)致子工程無法導(dǎo)入父工程依賴

    idea創(chuàng)建maven父子工程導(dǎo)致子工程無法導(dǎo)入父工程依賴

    創(chuàng)建maven父子工程時遇到一個問題,本文主要介紹了idea創(chuàng)建maven父子工程導(dǎo)致子工程無法導(dǎo)入父工程依賴,文中通過示例代碼介紹的非常詳細,對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧
    2022-04-04

最新評論