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传统IO与NIO的区别
本篇内容主要讲解“传统IO与NIO的区别”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“传统IO与NIO的区别”吧!
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我们先来看一段传统IO的代码
public class OioServer {public static void main(String[] args) throws IOException {//这里可以直接写成ServerSocket server = new ServerSocket(10101); ServerSocket server = new ServerSocket(); server.bind(new InetSocketAddress(10101)); System.out.println("服务器启动"); while (true) {//此处会阻塞 Socket socket = server.accept(); System.out.println("来了一个新客户端"); 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关闭"); socket.close(); } catch (IOException e) {
e.printStackTrace(); }
}
}
}使用telnet连接
admindeMacBook-Pro:~ admin$ telnet 127.0.0.1 10101
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
我们会看到OioServer的运行情况
服务器启动
来了一个新客户端
但是当我们又使用一个telnet连接进来的时候，OioServer的运行情况没变，说明一个服务端只能接收一个客户端点连接，原因在于Socket socket = server.accept();发生了堵塞，现在我们将其改写成多线程
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("服务器启动"); while (true) {
Socket socket = server.accept(); System.out.println("来了一个新客户端"); 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关闭"); socket.close(); } catch (IOException e) {
e.printStackTrace(); }
}
}
}运行可知，当我们启动了多个telnet进行连接的时候，它是可以一起连接进来的
服务器启动
来了一个新客户端
来了一个新客户端
但是这里有一个问题，我们线程池的可用线程是有限的，不可能无限提供线程来接收大量客户端的连接，迟早它会无响应被堵塞的。
我们现在来看一下NIO,NIO其实是使用传统IO的特性创建一个channel(通道),通过该通道来注册事件SelectionKey
SelectionKey有四种事件
SelectionKey.OP_ACCEPT —— 接收连接继续事件，表示服务器监听到了客户连接，服务器可以接收这个连接了
SelectionKey.OP_CONNECT —— 连接就绪事件，表示客户与服务器的连接已经建立成功
SelectionKey.OP_READ —— 读就绪事件，表示通道中已经有了可读的数据，可以执行读操作了（通道目前有数据，可以进行读操作了）
SelectionKey.OP_WRITE —— 写就绪事件，表示已经可以向通道写数据了（通道目前可以用于写操作）
这里 注意，下面两种，SelectionKey.OP_READ ，SelectionKey.OP_WRITE ，
1.当向通道中注册SelectionKey.OP_READ事件后，如果客户端有向缓存中write数据，下次轮询时，则会 isReadable()=true；
2.当向通道中注册SelectionKey.OP_WRITE事件后，这时你会发现当前轮询线程中isWritable()一直为ture，如果不设置为其他事件
public class NIOServer { // 通道管理器 private Selector selector; /** * 获得一个ServerSocket通道，并对该通道做一些初始化的工作 *
* @param port * 绑定的端口号 * @throws IOException */ public void initServer(int port) throws IOException { // 获得一个ServerSocket通道 ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open(); // 设置通道为非阻塞 serverChannel.configureBlocking(false); // 将该通道对应的ServerSocket绑定到port端口 serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port)); // 获得一个通道管理器 this.selector = Selector.open(); // 将通道管理器和该通道绑定，并为该通道注册SelectionKey.OP_ACCEPT事件,注册该事件后， // 当该事件到达时，selector.select()会返回，如果该事件没到达selector.select()会一直阻塞。 serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); } /** * 采用轮询的方式监听selector上是否有需要处理的事件，如果有，则进行处理 *
* @throws IOException */ public void listen() throws IOException {
System.out.println("服务端启动成功！"); // 轮询访问selector while (true) { // 当注册的事件到达时，方法返回；否则,该方法会一直阻塞 selector.select(); // 获得selector中选中的项的迭代器，选中的项为注册的事件 Iterator ite = this.selector.selectedKeys().iterator(); while (ite.hasNext()) {
SelectionKey key = (SelectionKey) ite.next(); // 删除已选的key,以防重复处理 ite.remove(); handler(key); }
}
} /** * 处理请求 *
* @param key * @throws IOException */ public void handler(SelectionKey key) throws IOException {
// 客户端请求连接事件 if (key.isAcceptable()) {
handlerAccept(key); // 获得了可读的事件 } else if (key.isReadable()) {
handelerRead(key); }
} /** * 处理连接请求 *
* @param key * @throws IOException */ public void handlerAccept(SelectionKey key) throws IOException {
ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel(); // 获得和客户端连接的通道 SocketChannel channel = server.accept(); // 设置成非阻塞 channel.configureBlocking(false); // 在这里可以给客户端发送信息哦 System.out.println("新的客户端连接"); // 在和客户端连接成功之后，为了可以接收到客户端的信息，需要给通道设置读的权限。 channel.register(this.selector, SelectionKey.OP_READ); } /** * 处理读的事件 *
* @param key * @throws IOException */ public void handelerRead(SelectionKey key) throws IOException { // 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道 SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); // 创建读取的缓冲区 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("服务端收到信息：" + msg); //回写数据 ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap("好的".getBytes()); channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端 }else{
System.out.println("客户端关闭"); key.cancel(); }
} /** * 启动服务端测试 *
* @throws IOException */ public static void main(String[] args) throws IOException {
NIOServer server = new NIOServer(); server.initServer(10101); server.listen(); }
}NIO与传统IO最大的不同
NIO有通道的概念，传统IO没有这个概念，但通道的概念是基于传统IO的
传统IO的字符接受处理是也是实用的Java原生的序列化流的方式，而NIO是使用ByteBuffer的缓冲区机制。
使用telnet测试，NIO是肯定支持多个客户端同时操作的，但很重要的一点是NIO是单线程的，传统IO和NIO的逻辑如下
传统IO
NIO
至于NIO如何多线程，可以参考NIO如何多线程操作 ，这其实也是Netty的原理。
分别用两个telnet连接
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
服务端显示如下
服务端启动成功！
新的客户端连接
服务端收到信息：dsfds
新的客户端连接
服务端收到信息：22222
当我们退出其中一个的时候
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.
服务端显示如下
服务端启动成功！
新的客户端连接
服务端收到信息：dsfds
新的客户端连接
服务端收到信息：22222
客户端关闭
如果我们使用telnet连接进去以后，直接关闭shell，则服务端会抛出异常
服务端启动成功！
新的客户端连接
服务端收到信息：
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)
说明在读取Buffer缓冲区的时候，抛出了异常，所以我们应该在读取的时候捕获异常，而不是抛出异常
/** * 处理读的事件 *
* @param key * @throws IOException */public void handelerRead(SelectionKey key) { // 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道 SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); // 创建读取的缓冲区 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("服务端收到信息：" + msg); //回写数据 ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap("好的".getBytes()); channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端 }else{
System.out.println("客户端关闭"); key.cancel(); }
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace(); }
}我们现在来证明NIO是单线程的，将以上代码修改一下
/** * 处理读的事件 *
* @param key * @throws IOException */public void handelerRead(SelectionKey key) { // 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道 SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); // 创建读取的缓冲区 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("服务端收到信息：" + msg); //回写数据 ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap("好的".getBytes()); channel.write(outBuffer);// 将消息回送给客户端 }else{
System.out.println("客户端关闭"); key.cancel(); }
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace(); }
}我们让他发送消息的时候睡一分钟。启动服务端，连接第一个telnet进来，并发几个字符
此时我们连进第二个telnet，会发现服务端没反应，需要等到一分钟之后，第一个telnet才会收到"好的"，而服务端才会显示"新的客户端连接"。
说明服务端在处理发送字符的时候被阻塞，NIO为单线程。
到此，相信大家对“传统IO与NIO的区别”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是创新互联网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！
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