5. 彤哥说netty系列之Java NIO核心组件之Channel
你好,我是彤哥,本篇是netty系列的第五篇。
简介
上一章我们一起学习了如何使用java原生nio实现群聊系统,这章我们一起来看看java nio的核心组件之一——channel。
思维转变
首先,我想说的最重要的一个点是,学习nio思维一定要从bio那种一个连接一个线程的模式转变成多个连接(channel)共用一个线程来处理的这种思维。
1个connection = 1个socket = 1个channel,这几个概念可以看作是等价的,都表示一个连接,只不过是用在不同的场景中。
如果单从阻塞/非阻塞的角度来看的话,io可以分成两大类,一类是blocking io,一类是non-blocking io,像io五种模型中的后四种其实都可以看作是非阻塞型io,只是各自使用的手段不相同罢了。
在java中,我们说的非阻塞io或者说nio(new io)主要是指多路复用io,底层可以使用select/poll/epoll等技术实现。
另外,在java1.7的时候引入了nio2,这个主要是指异步io模型,也就是我们常说的aio,底层完全使用异步回调的方式来实现。
但是,由于aio这项技术在linux操作系统上还不太成熟,所以我们通常也不会说太多关于这方面的内容。
在后面我们学习netty的时候会再次讲到这三种io模型,可以看到netty是完全支持三种io的,但是它把oio(bio)和aio都给deprecated了,也进一步说明了aio的不成熟性。
好了,扯了一下思维转变的问题,下面正式进入今天的内容——java nio核心组件之channel。
channel
概念
我们先来看看java中对于channel的定义,位于java.nio.channels.channel类的注释上:
a nexus for i/o operations.
本文来源工从号彤哥读源码
a channel represents an open connection to an entity such as a hardware device, a file, a network socket, or a program component that is capable of performing one or more distinct i/o operations, for example reading or writing.
第一句,它是io操作的一种连接。
nexus, the means of connection between things linked in series.
第二句,channel代表到实体的开放连接,这个实体可以是硬件,文件,网络套接字,或者程序组件,并且可以执行一个或多个不同的io操作,例如,读或写。
简单点讲,channel就是实体与实体之间的连接,比如,操作文件可以使用filechannel,操作网络可以使用socketchannel等。
与流的区别
bio是面向流(stream)编程的,流又分成inputstream和outputstream,那么channel和stream有什么区别呢?
channel可以同时支持读和写,而stream只能支持单向的读或写(所以分成inputstream和outputstream)
- channel支持异步读写,stream通常只支持同步
channel总是读向(read into)buffer,或者写自(write from)buffer(有点绕,以channel为中心,从channel中读出数据到buffer,从buffer中往channel写入数据)
实现方式
下面列举了jdk中比较重要的实现方式:
- filechannel:操作文件
- datagramchannel:udp协议支持
- socketchannel:tcp协议支持
- serversocketchannel:监听tcp协议accept事件,之后创建socketchannel
例子
public class filechanneltest { public static void main(string[] args) throws ioexception { // 从文件获取一个filechannel filechannel filechannel = new randomaccessfile("d:\\object.txt", "rw").getchannel(); // 声明一个byte类型的buffer bytebuffer buffer = bytebuffer.allocate(10); // 将filechannel中的数据读出到buffer中,-1表示读取完毕 // buffer默认为写模式,本文来源工从号彤哥读源码 // read()方法是相对channel而言的,相对buffer就是写 while ((filechannel.read(buffer)) != -1) { // buffer切换为读模式 buffer.flip(); // buffer中是否有未读数据 while (buffer.hasremaining()) { // 未读数据的长度 int remain = buffer.remaining(); // 声明一个字节数组 byte[] bytes = new byte[remain]; // 将buffer中数据读出到字节数组中 buffer.get(bytes); // 打印出来 system.out.println(new string(bytes, standardcharsets.utf_8)); } // 清空buffer,为下一次写入数据做准备 // clear()会将buffer再次切换为写模式 buffer.clear(); } } }
可以看到,channel与buffer是息息相关的。注意这里的读写方法,调用者是谁就以谁为核心,channel.read()就表示从channel读出数据,buffer.get()就表示从buffer读出数据,这跟传统编程的角度不太一样的地方。
总结
今天我们学习了java nio核心组件之channel,它与传统bio中的流很类似但又有所区别,且经常与buffer联合起来使用,buffer又是什么呢?请听下回分解。
参考
挺不错的一个网站:
最后,也欢迎来我的工从号彤哥读源码系统地学习源码&架构的知识。
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