[轉]Java NIO原裡與使用

Java NIO非堵塞應用通常適用用在I/O讀寫等方面，我們知道，系統運行的性能瓶頸通常在I/O讀寫，包括對端口和文件的操作上，過去，在打開一個I/O通道後，read()將一直等待在端口一邊讀取字節內容，如果沒有內容進來，read()也是傻傻的等，這會影響我們程序繼續做其他事情，那麼改進做法就是開設線程，讓線程去等待，但是這樣做也是相當耗費資源的。

Java NIO非堵塞技術實際是採取Reactor模式，或者說是Observer模式為我們監察I/O端口，如果有內容進來，會自動通知我們，這樣，我們就不必開啟多個線程死等，從外界看，實現了流暢的I/O讀寫，不堵塞了。

Java NIO出現不只是一個技術性能的提高，你會發現網絡上到處在介紹它，因為它具有里程碑意義，從JDK1.4開始，Java開始提高性能相關的功能，從而使得Java在底層或者並行分佈式計算等操作上已經可以和C或Perl等語言並駕齊驅。

如果你至今還是在懷疑Java的性能，說明你的思想和觀念已經完全落伍了，Java一兩年就應該用新的名詞來定義。從JDK1.5開始又要提供關於線程、並發等新性能的支持，Java應用在遊戲等適時領域方面的機會已經成熟，Java在穩定自己中間件地位後，開始蠶食傳統C的領域。

本文主要簡單介紹NIO的基本原理，在下一篇文章中，將結合Reactor模式和著名線程大師 Doug Lea 的一篇文章深入討論。

NIO主要原理和適用。

NIO 有一個主要的類Selector,這個類似一個觀察者，只要我們把需要探知的socketchannel告訴Selector,我們接著做別的事情，當有事件發生時，他會通知我們，傳回一組SelectionKey,我們讀取這些Key,就會獲得我們剛剛註冊過的socketchannel,然後，我們從這個Channel中讀取數據，放心，包準能夠讀到，接著我們可以處理這些數據。

Selector內部原理實際是在做一個對所註冊的channel的輪詢訪問，不斷的輪詢(目前就這一個算法)，一旦輪詢到一個channel有所註冊的事情發生，比如數據來了，他就會站起來報告，交出一把鑰匙，讓我們通過這把鑰匙來讀取這個channel的內容。

了解了這個基本原理，我們結合代碼看看使用，在使用上，也在分兩個方向，一個是線程處理，一個是用非線程，後者比較簡單，看下面代碼：

import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
import java.nio.channels.spi.*;
import java.net.*;
import java.util.*;

/** 
 * 
 * @author Administrator 
 * @version 
 */
public class NBTest {

    /** Creates new NBTest */
    public NBTest() {
    }

    public void startServer() throws Exception {
        int channels = 0;
        int nKeys = 0;
        int currentSelector = 0;

		//使用Selector 
        Selector selector = Selector.open();

		//建立Channel並綁定到9000端口 
        ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
        InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(), 9000);
        ssc.socket().bind(address);

		//使設定non-blocking的方式。 
        ssc.configureBlocking(false);

		//向Selector註冊Channel及我們有興趣的事件 
        SelectionKey s = ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        printKeyInfo(s);

        while (true) //不斷的輪詢 
        {
            debug("NBTest: Starting select");

			//Selector通過select方法通知我們我們感興趣的事件發生了。 
            nKeys = selector.select();
			//如果有我們註冊的事情發生了，它的傳回值就會大於0 
            if (nKeys > 0) {
                debug("NBTest: Number of keys after select operation: " + nKeys);

				//Selector傳回一組SelectionKeys 
				//我們從這些key中的channel()方法中取得我們剛剛註冊的channel。 
                Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
                Iterator i = selectedKeys.iterator();
                while (i.hasNext()) {
                    s = (SelectionKey) i.next();
                    printKeyInfo(s);
                    debug("NBTest: Nr Keys in selector: " + selector.keys().size());

					//一個key被處理完成後，就都被從就緒關鍵字（ready keys）列表中除去 
                    i.remove();
                    if (s.isAcceptable()) {
						//從channel()中取得我們剛剛註冊的channel。 
                        Socket socket = ((ServerSocketChannel) s.channel()).accept().socket();
                        SocketChannel sc = socket.getChannel();

                        sc.configureBlocking(false);
                        sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);
                        System.out.println(++channels);
                    } else {
                        debug("NBTest: Channel not acceptable");
                    }
                }
            } else {
                debug("NBTest: Select finished without any keys.");
            }

        }

    }

    private static void debug(String s) {
        System.out.println(s);
    }

    private static void printKeyInfo(SelectionKey sk) {
        String s = new String();

        s = "Att: " + (sk.attachment() == null ? "no" : "yes");
        s += ", Read: " + sk.isReadable();
        s += ", Acpt: " + sk.isAcceptable();
        s += ", Cnct: " + sk.isConnectable();
        s += ", Wrt: " + sk.isWritable();
        s += ", Valid: " + sk.isValid();
        s += ", Ops: " + sk.interestOps();
        debug(s);
    }

    /** 
     * @param args the command line arguments 
     */
    public static void main(String args[]) {
        NBTest nbTest = new NBTest();
        try {
            nbTest.startServer();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

這是一個守候在端口9000的noblock server例子，如果我們編制一個客戶端程序，就可以對它進行互動操作，或者使用telnet 主機名90000 可以鏈接上。
通過仔細閱讀這個例程，相信你已經大致了解NIO的原理和使用方法，下一篇(http://blog.csdn.net/hdy007/archive/2006/12/24/1458555.aspx)，我們將使用多線程來處理這些數據，再搭建一個自己的Reactor模式。

ref : http://blog.csdn.net/hdy007/archive/2006/12/24/1458551.aspx