导读
J2SE1.4以上版本号中公布了全新的I/O类库。本文将通过一些实例来简介NIO库提供的一些新特性:非堵塞I/O,字符转换,缓冲以及通道。
一. 介绍NIO
NIO包(java.nio.*)引入了四个关键的抽象数据类型,它们共同解决传统的I/O类中的一些问题。
1. Buffer:它是包括数据且用于读写的线形表结构。当中还提供了一个特殊类用于内存映射文件的I/O操作。
2. Charset:它提供Unicode字符串影射到字节序列以及逆影射的操作。
3. Channels:包括socket,file和pipe三种管道,它实际上是双向交流的通道。
4. Selector:它将多元异步I/O操作集中到一个或多个线程中(它能够被看成是Unix中select()函数或Win32中WaitForSingleEvent()函数的面向对象版本号)。
二. 回想传统
在介绍NIO之前,有必要了解传统的I/O操作的方式。以网络应用为例,传统方式须要监听一个ServerSocket,接受请求的连接为其提供服务(服务通常包含了处理请求并发送响应)图一是server的生命周期图,当中标有粗黑线条的部分表明会发生I/O堵塞。
图一
能够分析创建server的每一个详细步骤。首先创建ServerSocket
ServerSocket server=new ServerSocket(10000);
然后接受新的连接请求
Socket newConnection=server.accept();
对于accept方法的调用将造成堵塞,直到ServerSocket接受到一个连接请求为止。一旦连接请求被接受,server能够读客户socket中的请求。
InputStream in = newConnection.getInputStream();
InputStreamReader reader = new InputStreamReader(in);
BufferedReader buffer = new BufferedReader(reader);
Request request = new Request();
while(!request.isComplete()) {
String line = buffer.readLine();
request.addLine(line);
}
这种操作有两个问题,首先BufferedReader类的readLine()方法在其缓冲区未满时会造成线程堵塞,仅仅有一定数据填满了缓冲区或者客户关闭了套接字,方法才会返回。其次,它回产生大量的垃圾,BufferedReader创建了缓冲区来从客户套接字读入数据,可是相同创建了一些字符串存储这些数据。尽管BufferedReader内部提供了StringBuffer处理这一问题,可是全部的String非常快变成了垃圾须要回收。
相同的问题在发送响应代码中也存在
Response response = request.generateResponse();
OutputStream out = newConnection.getOutputStream();
InputStream in = response.getInputStream();
int ch;
while(-1 != (ch = in.read())) {
out.write(ch);
}
newConnection.close();
类似的,读写操作被堵塞并且向流中一次写入一个字符会造成效率低下,所以应该使用缓冲区,可是一旦使用缓冲,流又会产生很多其它的垃圾。