core java interview point (5)

30. Java IO与NIO。

IO：面向流、阻塞IO

NIO：面向缓冲、非阻塞IO，选择器配置多通道

面向流与面向缓冲：是javaNIO和IO最大的区别

Java IO是面向流的，NIO是面向缓冲的。IO面向流意味着每次从流中读取一个或者多个字节甚至所有都不会被缓存在任何地方。他也不能前后移动数据流中的数据。如果需要移动从流中读取的数据，需要现将他还存在一个缓冲区。

Java NIO的缓冲导向方法略有不同，数据读取到一个他稍后处理的缓冲区后，需要时可在缓存取中 前后移动。这增加了处理过程中的灵活性。但是，这样就需要检查该缓冲区中包含所有你需要处理的数据，并且要确保当更多的数据读入缓冲区后，不要覆盖缓冲区中的尚未处理的数据。

 

阻塞和非阻塞IO：

Java IO的各种流是阻塞的，这意味着，当一个线程调用read() write()时，该线程被阻塞，知道一些数据被读取或者数据完全被写入。该线程在此期间，不能在做任何其他事。

Java NIO的非阻塞模式，是一个线程从某通道发送请求读取数据，但是他仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会被读取。而不是保持线程阻塞，所以直至数据变的可读取之前，该线程可以继续做其他事情。非阻塞写也是如此，一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事。线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入输出通道channel.

 

选择器selectors

Java NIO选择器允许一个单独的线程监视多个输入通道，你可以注册多个通道使用一个选择器，然后使用一个单独的线程来“选择”通道：这些通道里已经有可以处理的输入，或者选择已经准备写入的通道。这种选择机制，使得一个单独的线程很容易管理多个通道。

 

API调用：

使用NIO的API调用与IO不同，因为并不是仅从一个InputStream逐字节读取，而是数据必须先读入缓冲区在处理。

 

数据处理：

IO设计中，从InputStream或者Reader逐个字节读取数据。

Name:cao wei

Age:18

Email:[e-mail]

 

InputStream input...

BufferReader reader = new BufferReader(new InputStreamReader(input));

reader.readLine();

reader.readLine();

reader.readLine();

...

其处理状态由执行的结果决定，一旦reader.readLine()方法返回，就能肯定文本行已经读完，readLine()阻塞直到整行读完，这就是原因。你知道这一行包含名称，同样第二个readLine()调用返回的时候，你也知道这一行返回年龄信息。正如你看到的，该处理程序仅在有新数据读入时运行，并直到每一步处理的数据是什么样。一旦正在运行的先策划那个已处理过读入的某些数据命该线程不会在rollback数据.

 

JAVA IO：

NIO设计中，首先将数据缓冲，

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(222);

int bytesRead = inChannel.read(buffer);

这时从通道重读取字节到ByteBuffer，这个方法调用返回时，你无法确定你所需要所有数据是否全部在缓冲区。你只知道，该缓冲区包含一些字节，使得处理麻烦些。

假设第一次read(buffer)，读入缓冲区的只有 “Name:cao w”，显然就不能处理了，这时候要等待整行数据读取缓存，在此之前对数据的任何处理都是没有意义的。

这就多了算法来计算缓冲区是否包含了我们期望的数据可以处理？其实你不知道，线程也不知道，结果就是在你知道所有的数据都在缓冲区之前，必须检查几次，这样效率底下，程序还要额外的开销。

ByteBuffer buffer = ...

while(!bufferReady(byteRead)){

...

}

bufferReady()必须跟踪是否市局已经完全读入缓冲区，根据缓冲区是否已经满，返回true/false：如果换成哦功能区准备好被处理了，就是满了。

当然，有些特殊场景，并不取全部数据而是一部分就够了。我们只说明generic normal logic.

 

 

 NIO允许你使用一个单线程（多个）分别管理多个通道，但是额外的计算缓冲区状态也会比一个阻塞流中读取数据更加复杂。

对于同时打开千万个连接的引用，这些连接每次只是发送少量的数据，如QQ、微信即时消息服务器，NIO是理想的选择。