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本篇內容主要講解“傳統IO與NIO的區別”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“傳統IO與NIO的區別”吧!
我們先來看一段傳統IO的代碼
public class OioServer {public static void main(String[] args) throws IOException {//這里可以直接寫成ServerSocket server = new ServerSocket(10101); ServerSocket server = new ServerSocket(); server.bind(new InetSocketAddress(10101)); System.out.println("服務器啟動"); while (true) {//此處會阻塞 Socket socket = server.accept(); System.out.println("來了一個新客戶端"); handler(socket); }
}public static void handler(Socket socket) {try {byte[] bytes = new byte[1024]; InputStream inputStream = socket.getInputStream(); while (true) {int read = inputStream.read(bytes); if (read != -1) {
System.out.println(new String(bytes,0,read)); }else {break; }
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace(); }finally {try {
System.out.println("socket關閉"); socket.close(); } catch (IOException e) {
e.printStackTrace(); }
}
}
}使用telnet連接
admindeMacBook-Pro:~ admin$ telnet 127.0.0.1 10101
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
我們會看到OioServer的運行情況
服務器啟動
來了一個新客戶端
但是當我們又使用一個telnet連接進來的時候，OioServer的運行情況沒變，說明一個服務端只能接收一個客戶端點連接，原因在于Socket socket = server.accept();發生了堵塞，現在我們將其改寫成多線程
public class OioServerThread {public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocket server = new ServerSocket(10101); ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2); System.out.println("服務器啟動"); while (true) {
Socket socket = server.accept(); System.out.println("來了一個新客戶端"); service.execute(() -> handler(socket)); }
}public static void handler(Socket socket) {try {byte[] bytes = new byte[1024]; InputStream inputStream = socket.getInputStream(); while (true) {int read = inputStream.read(bytes); if (read != -1) {
System.out.println(new String(bytes,0,read)); }else {break; }
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace(); }finally {try {
System.out.println("socket關閉"); socket.close(); } catch (IOException e) {
e.printStackTrace(); }
}
}
}運行可知，當我們啟動了多個telnet進行連接的時候，它是可以一起連接進來的
服務器啟動
來了一個新客戶端
來了一個新客戶端
但是這里有一個問題，我們線程池的可用線程是有限的，不可能無限提供線程來接收大量客戶端的連接，遲早它會無響應被堵塞的。
我們現在來看一下NIO,NIO其實是使用傳統IO的特性創建一個channel(通道),通過該通道來注冊事件SelectionKey
SelectionKey有四種事件
SelectionKey.OP_ACCEPT —— 接收連接繼續事件，表示服務器監聽到了客戶連接，服務器可以接收這個連接了
SelectionKey.OP_CONNECT —— 連接就緒事件，表示客戶與服務器的連接已經建立成功
SelectionKey.OP_READ —— 讀就緒事件，表示通道中已經有了可讀的數據，可以執行讀操作了（通道目前有數據，可以進行讀操作了）
SelectionKey.OP_WRITE —— 寫就緒事件，表示已經可以向通道寫數據了（通道目前可以用于寫操作）
這里 注意，下面兩種，SelectionKey.OP_READ ，SelectionKey.OP_WRITE ，
1.當向通道中注冊SelectionKey.OP_READ事件后，如果客戶端有向緩存中write數據，下次輪詢時，則會 isReadable()=true；
2.當向通道中注冊SelectionKey.OP_WRITE事件后，這時你會發現當前輪詢線程中isWritable()一直為ture，如果不設置為其他事件
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(); // 設置通道為非阻塞 serverChannel.configureBlocking(false); // 將該通道對應的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); } /** * 采用輪詢的方式監聽selector上是否有需要處理的事件，如果有，則進行處理 *
* @throws IOException */ public void listen() throws IOException {
System.out.println("服務端啟動成功！"); // 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,以防重復處理 ite.remove(); handler(key); }
}
} /** * 處理請求 *
* @param key * @throws IOException */ public void handler(SelectionKey key) throws IOException {
// 客戶端請求連接事件 if (key.isAcceptable()) {
handlerAccept(key); // 獲得了可讀的事件 } else if (key.isReadable()) {
handelerRead(key); }
} /** * 處理連接請求 *
* @param key * @throws IOException */ public void handlerAccept(SelectionKey key) throws IOException {
ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel(); // 獲得和客戶端連接的通道 SocketChannel channel = server.accept(); // 設置成非阻塞 channel.configureBlocking(false); // 在這里可以給客戶端發送信息哦 System.out.println("新的客戶端連接"); // 在和客戶端連接成功之后，為了可以接收到客戶端的信息，需要給通道設置讀的權限。 channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ); } /** * 處理讀的事件 *
* @param key * @throws IOException */ public void handelerRead(SelectionKey key) throws IOException { // 服務器可讀取消息:得到事件發生的Socket通道 SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); // 創建讀取的緩沖區 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); int read = channel.read(buffer); if(read > 0){ byte[] data = buffer.array(); String msg = new String(data).trim(); System.out.println("服務端收到信息：" + msg); //回寫數據 ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap("好的".getBytes()); channel.write(outBuffer);// 將消息回送給客戶端 }else{
System.out.println("客戶端關閉"); key.cancel(); }
} /** * 啟動服務端測試 *
* @throws IOException */ public static void main(String[] args) throws IOException {
NIOServer server = new NIOServer(); server.initServer(10101); server.listen(); }
}NIO與傳統IO最大的不同
NIO有通道的概念，傳統IO沒有這個概念，但通道的概念是基于傳統IO的
傳統IO的字符接受處理是也是實用的Java原生的序列化流的方式，而NIO是使用ByteBuffer的緩沖區機制。
使用telnet測試，NIO是肯定支持多個客戶端同時操作的，但很重要的一點是NIO是單線程的，傳統IO和NIO的邏輯如下
傳統IO
NIO
至于NIO如何多線程，可以參考NIO如何多線程操作 ，這其實也是Netty的原理。
分別用兩個telnet連接
admindeMacBook-Pro:IOServer admin$ telnet 127.0.0.1 10101
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
dsfds
好的
admindeMacBook-Pro:~ admin$ telnet 127.0.0.1 10101
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
22222
好的
服務端顯示如下
服務端啟動成功！
新的客戶端連接
服務端收到信息：dsfds
新的客戶端連接
服務端收到信息：22222
當我們退出其中一個的時候
admindeMacBook-Pro:~ admin$ telnet 127.0.0.1 10101
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
22222
好的^]
telnet> quit
Connection closed.
服務端顯示如下
服務端啟動成功！
新的客戶端連接
服務端收到信息：dsfds
新的客戶端連接
服務端收到信息：22222
客戶端關閉
如果我們使用telnet連接進去以后，直接關閉shell，則服務端會拋出異常
服務端啟動成功！
新的客戶端連接
服務端收到信息：
Exception in thread "main" java.io.IOException: Connection reset by peer
at sun.nio.ch.FileDispatcherImpl.read0(Native Method)
at sun.nio.ch.SocketDispatcher.read(SocketDispatcher.java:39)
at sun.nio.ch.IOUtil.readIntoNativeBuffer(IOUtil.java:223)
at sun.nio.ch.IOUtil.read(IOUtil.java:197)
at sun.nio.ch.SocketChannelImpl.read(SocketChannelImpl.java:380)
at com.guanjian.websocket.io.NIOServer.handelerRead(NIOServer.java:111)
at com.guanjian.websocket.io.NIOServer.handler(NIOServer.java:77)
at com.guanjian.websocket.io.NIOServer.listen(NIOServer.java:59)
at com.guanjian.websocket.io.NIOServer.main(NIOServer.java:134)
說明在讀取Buffer緩沖區的時候，拋出了異常，所以我們應該在讀取的時候捕獲異常，而不是拋出異常
/** * 處理讀的事件 *
* @param key * @throws IOException */public void handelerRead(SelectionKey key) { // 服務器可讀取消息:得到事件發生的Socket通道 SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); // 創建讀取的緩沖區 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); try { int read = channel.read(buffer); if(read > 0){ byte[] data = buffer.array(); String msg = new String(data).trim(); System.out.println("服務端收到信息：" + msg); //回寫數據 ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap("好的".getBytes()); channel.write(outBuffer);// 將消息回送給客戶端 }else{
System.out.println("客戶端關閉"); key.cancel(); }
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace(); }
}我們現在來證明NIO是單線程的，將以上代碼修改一下
/** * 處理讀的事件 *
* @param key * @throws IOException */public void handelerRead(SelectionKey key) { // 服務器可讀取消息:得到事件發生的Socket通道 SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); // 創建讀取的緩沖區 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); try { int read = channel.read(buffer); Thread.sleep(60000); if(read > 0){ byte[] data = buffer.array(); String msg = new String(data).trim(); System.out.println("服務端收到信息：" + msg); //回寫數據 ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap("好的".getBytes()); channel.write(outBuffer);// 將消息回送給客戶端 }else{
System.out.println("客戶端關閉"); key.cancel(); }
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace(); }
}我們讓他發送消息的時候睡一分鐘。啟動服務端，連接第一個telnet進來，并發幾個字符
此時我們連進第二個telnet，會發現服務端沒反應，需要等到一分鐘之后，第一個telnet才會收到"好的"，而服務端才會顯示"新的客戶端連接"。
說明服務端在處理發送字符的時候被阻塞，NIO為單線程。
到此，相信大家對“傳統IO與NIO的區別”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！
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