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1.1 Selector简介
1.1.1 Selector 和 Channel的关系
Selector 一般称为选择器 #xff0c;也可以翻译为 多路复用器 。 它是 Java NIO 核心组件中的一个#xff0c;用于检查一个或多个 NIO Channel#xff08;通道#xff09;的状态是否处于可读、可写。由…一、Selector
1.1 Selector简介
1.1.1 Selector 和 Channel的关系
Selector 一般称为选择器 也可以翻译为 多路复用器 。 它是 Java NIO 核心组件中的一个用于检查一个或多个 NIO Channel通道的状态是否处于可读、可写。由此可以实现单线程管理多个 channels也就是可以管理多个网络链接。 使用 Selector 的好处 使用更少的线程来就可以来处理通道了 相比使用多个线程避免了线程上下文切换带来的开销。
1.1.2 可选择通道 不是所有的 Channel 都可以被 Selector 复用的。 判断 Channel 能被 Selector 复用的前提是否继承了抽象类 SelectableChannel 如果继承了 SelectableChannel则可以被复用否则不能 SelectableChannel 类提供了实现通道的可选择性所需要的公共方法。它是所有支持就绪检查的通道类的父类 所有 socket 通道都继承了 SelectableChannel 类都是可选择的包括从管道(Pipe)对象的中获得的通道 FileChannel 类没有继承 SelectableChannel因此是不可选择通道不能被选择器复用 一个通道可以被注册到多个选择器上但对每个选择器而言只能被注册一次 通道和选择器之间的关系使用注册的方式完成SelectableChannel 可以被注册到 Selector 对象上在注册的时候需要指定通道的哪些操作是 Selector 感兴趣的 1.1.3 Channel 注册到 Selector 使用 Channel.register(Selector selint ops) 方法将一个通道注册到一个选择器 Selector sel 指定通道要注册的选择器int ops 指定选择器需要查询的通道操作。可以供选择器查询的通道操作从类型来分包括以下四种 可读 : SelectionKey.OP_READ可写 : SelectionKey.OP_WRITE连接 : SelectionKey.OP_CONNECT接收 : SelectionKey.OP_ACCEPT如果 Selector 对通道的多操作类型感兴趣可以用“位或”操作符来实现比如int key SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE ; 选择器查询的不是通道的操作而是通道的某个操作的一种就绪状态 什么是操作的就绪状态 一旦通道具备完成某个操作的条件表示该通道的某个操作已经就绪就可以被 Selector 查询到程序可以对通道进行对应的操作 比如 某个SocketChannel 通道可以连接到一个服务器则处于“连接就绪”(OP_CONNECT)一个 ServerSocketChannel 服务器通道准备好接收新进入的连接则处于“接收就绪”OP_ACCEPT状态一个有数据可读的通道可以说是“读就绪”(OP_READ)一个等待写数据的通道可以说是“写就绪”(OP_WRITE)
1.1.4 选择键SelectionKey Channel 注册后并且一旦通道处于某种就绪的状态就可以被选择器查询到。这个工作用选择器 Selector 的 select() 方法完成。select 方法的作用对感兴趣的通道操作进行就绪状态的查询 Selector 可以不断的查询 Channel 中发生的操作的就绪状态并且挑选感兴趣的操作就绪状态。一旦通道有操作的就绪状态达成并且是 Selector 感兴趣的操作就会被 Selector 选中放入 选择键集合 中 一个选择键首先是包含了注册在 Selector 的通道操作的类型比如SelectionKey.OP_READ。也包含了特定的通道与特定的选择器之间的注册关系 开发应用程序时选择键是编程的关键。NIO 的编程就是根据对应的选择键进行不同的业务逻辑处理 选择键的概念和事件的概念比较相似 一个选择键类似监听器模式里边的一个事件。由于 Selector 不是事件触发的模式而是主动去查询的模式所以不叫事件Event而是叫 SelectionKey 选择键
1.2 Selector使用方法
1、Selector 的创建。
通过调用 Selector.open()方法创建一个 Selector 对象
// 创建选择器
Selector selector Selector.open();2、注册 Channel 到 Selector
要实现 Selector 管理 Channel需要将 Channel 注册到相应的 Selector 上。通过调用通道的 register() 方法会将它注册到一个选择器上
// 创建选择器
Selector selector Selector.open();// 创建通道
ServerSocketChannel ssc ServerSocketChannel.open();// 设置通道为非阻塞模式
ssc.configureBlocking(false);// 为通道绑定连接
ssc.bind(new InetSocketAddress(9999));// 将通道注册到选择器关注接收状态
ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);注意点 与 Selector 一起使用时Channel 必须处于非阻塞模式下否则将抛出异常 IllegalBlockingModeException。FileChannel 不能切换到非阻塞模式不能与 Selector 一起使用而套接字相关的所有的通道都可以 一个通道并非一定要支持所有的四种操作 比如服务器通道 ServerSocketChannel 支持 Accept 接收操作而 SocketChannel 客户端通道则不支持。可以通过通道上的 validOps() 方法来获取特定通道下所有支持的操作集合返回int值
3、轮询查询就绪操作 通过 Selector 的 select() 方法可以查询出已经就绪的通道操作这些就绪的状态集合保存在 SelectionKey 对象的 Set 集合中。Selector 几个重载的查询 select()方法 select()阻塞到至少有一个通道的注册状态就绪select(long timeout)和 select()一样但最长阻塞时间为 timeout 毫秒selectNow()非阻塞不管通道的注册状态是否就绪就立刻返回 select() 方法返回的 int 值表示有多少通道已经就绪 即两次 select() 方法之间的时间段上有多少通道变成就绪状态。例如首次调用 select()方法如果有一个通道变成就绪状态返回了 1若再次调用select()方法如果另一个通道就绪了它会再次返回 1。如果对第一个就绪的 Channel 没有做任何操作现在就有两个就绪的通道但在每次 select() 方法调用之间只有一个通道就绪了 一旦调用 select() 方法并且返回值不为 0 时在 Selector 中有一个 selectedKeys() 方法返回选择键集合迭代集合的每一个选择键元素根据就绪操作的类型完成对应的操作
// 查询是否有状态就绪
//int n selector.select();
//int n selector.select(2000);
int n selector.selectNow();
System.out.println(n);// 获取选择键集合
SetSelectionKey selectionKeys selector.selectedKeys();
// 遍历选择键集合(1)
for (SelectionKey key : selectionKeys) {if (key.isAcceptable()) {// 可接收System.out.println(可接收);} else if (key.isConnectable()) {// 可连接System.out.println(可连接);} else if (key.isReadable()) {// 可读System.out.println(可读);} else if (key.isWritable()) {// 可写System.out.println(可写);}
}// 遍历选择键集合(2)
IteratorSelectionKey iterator selectionKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()){SelectionKey key iterator.next();if (key.isAcceptable()) {// 可接收System.out.println(可接收);} else if (key.isConnectable()) {// 可连接System.out.println(可连接);} else if (key.isReadable()) {// 可读System.out.println(可读);} else if (key.isWritable()) {// 可写System.out.println(可写);}//iterator.remove();
}4、停止选择的方法
选择器执行选择的过程系统底层会依次询问每个通道是否已经就绪这个过程可能会造成调用线程进入阻塞状态可以有以下两种方式可以唤醒在 select() 方法中阻塞的线程 wakeup()通过调用 Selector 对象的 wakeup() 方法让处在阻塞状态的select() 方法立刻返回。该方法使得选择器上的第一个还没有返回的选择操作立即返回。如果当前没有进行中的选择操作那么下一次对 select() 方法的一次调用将立即返回 close()关闭 Selector。该方法使得任何一个在选择操作中阻塞的线程都被唤醒类似 wakeup()同时使得注册到该 Selector 的所有 Channel 被注销所有的键将被取消但是 Channel 本身并不会关闭
1.3 代码示例
服务端 Testpublic void ServerDemo() throws Exception {// 1、获取服务端通道ServerSocketChannel serverSocketChannel ServerSocketChannel.open();// 2、切换非阻塞模式serverSocketChannel.configureBlocking(false);// 3、绑定端口号serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));// 4、获取selector选择器Selector selector Selector.open();// 5、通道注册到选择器进行监听serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);// 6、选择器进行轮询后续操作while (selector.select() 0) {SetSelectionKey selectionKeys selector.selectedKeys();IteratorSelectionKey selectionKeyIterator selectionKeys.iterator();while (selectionKeyIterator.hasNext()) {// 获取就绪操作SelectionKey selectionKey selectionKeyIterator.next();// 判断什么操作if (selectionKey.isAcceptable()) {// 获取连接SocketChannel accept serverSocketChannel.accept();// 切换非阻塞模式accept.configureBlocking(false);// 注册accept.register(selector, SelectionKey.OP_READ);} else if (selectionKey.isReadable()) {SocketChannel channel (SocketChannel)selectionKey.channel();ByteBuffer byteBuffer ByteBuffer.allocate(1024);// 读取数据int length 0;while ((length channel.read(byteBuffer)) 0) {byteBuffer.flip();System.out.println(new java.lang.String(byteBuffer.array(), 0, length));byteBuffer.clear();}}}selectionKeyIterator.remove();}}客户端 public static void main(String[] args) throws Exception{// 1、获取通道绑定主机和端口号SocketChannel socketChannel SocketChannel.open(new InetSocketAddress(127.0.0.1, 8080));// 2、切换到非阻塞模式socketChannel.configureBlocking(false);// 3、创建bufferByteBuffer byteBuffer ByteBuffer.allocate(1024);// 自定义输入Scanner scanner new Scanner(System.in);java.lang.String d ;System.out.println(请输入发送内容...);while (scanner.hasNext()) {// 5、向缓冲区写入数据d [ LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(yyyy-mm-dd hh:mm:ss)) ] scanner.nextLine();byteBuffer.put(d.getBytes());// 6、缓冲区读写模式切换byteBuffer.flip();// 7、把数据从缓冲区写入通道socketChannel.write(byteBuffer);// 清空缓冲区byteBuffer.clear();}}注意点
先启动服务端再启动客户端设置非阻塞模式、连接或绑定、创建缓冲区这三步顺序可以调换客户端 使用connect()连接不是bind()绑定数据写入后不要关闭通道否则服务端得不到客户端通道也就接收不到数据关闭操作应在发生IO异常或接收到服务端关闭通知后再进行 服务端 借用select(int timeout)方法实现服务端的关闭操作在 while() 轮论后关闭isAcceptable() 分支中不要关闭客户端通道否则后续读取操作无法进行isReadable() 分支中也不要关闭客户端通道否则将不能进行下次读取或接收一次轮询查询后要清理选择键集合为下次做准备selectionKeys.clear();
1.4 NIO 编程步骤总结
服务端
创建 ServerSocketChannel 通道并绑定监听端口设置 Channel 通道是非阻塞模式创建 Selector 选择器把 Channel 注册到 Socketor 选择器上监听就绪状态调用 Selector 的 select 方法循环调用)监测通道的就绪状况调用 selectKeys 方法获取就绪 channel 集合遍历就绪 channel 集合判断就绪事件类型实现具体的业务操作根据业务决定是否需要再次注册监听事件重复执行第三步操作
二、Pipe和FileLock
Java NIO 管道是两个线程之间的单向数据连接Pipe 有一个 source 通道和一个sink 通道数据会被写到 sink 通道从 source 通道读取 2.1 Pipe 创建管道 // 1、获取管道
Pipe pipe Pipe.open();写入管道。可以循环写入类似文件复制 // 2、获取sink通道用来传送数据
Pipe.SinkChannel sink pipe.sink();
// 3、创建发送缓冲区并写入数据
ByteBuffer buf1 ByteBuffer.allocate(1024);
buf1.put(Hello World!测试.getBytes());
// 4、读写模式反转
buf1.flip();
// 5、sink发送数据把buf1中的数据写入通道
sink.write(buf1);从管道读取数据。可以循环读取类似文件复制 // 6、获取source通道
Pipe.SourceChannel source pipe.source();
// 7、创建接收缓冲区
ByteBuffer buf2 ByteBuffer.allocate(1024);
// 8、读取数据并输出
// 把通道中的数据读入buf2
int length source.read(buf2);
System.out.println(new String(buf2.array(),0,length));代码示例 public class PipeDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 1、获取管道Pipe pipe Pipe.open();// 2、获取sink通道用来传送数据Pipe.SinkChannel sink pipe.sink();// 3、创建发送缓冲区并写入数据ByteBuffer buf1 ByteBuffer.allocate(1024);buf1.put(Hello World!测试.getBytes());// 4、读写模式反转buf1.flip();// 5、sink发送数据把buf1中的数据写入通道sink.write(buf1);// 6、获取source通道Pipe.SourceChannel source pipe.source();// 7、创建接收缓冲区ByteBuffer buf2 ByteBuffer.allocate(1024);// 8、读取数据并输出// 把通道中的数据读入buf2int length source.read(buf2);System.out.println(new String(buf2.array(),0,length));// 9、关闭source.close();sink.close();}
}2.2 FileLock
2.2.1 FileLock简介
文件锁在 OS 中很常见如果多个程序同时访问、修改同一个文件很容易因为文件数据不同步而出现问题。给文件加一个锁同一时间只能有一个程序修改此文件或者程序都只能读此文件这就解决了同步问题文件锁是进程级别的不是线程级别的。文件锁可以解决多个进程并发访问、修改同一个文件的问题但不能解决多线程并发访问、修改同一文件的问题。使用文件锁时同一进程内的多个线程可以同时访问、修改此文件文件锁是当前程序所属的 JVM 实例持有的一旦获取到文件锁对文件加锁要调用 release()或者关闭对应的 FileChannel 对象或者当前 JVM 退出才会释放这个锁一旦某个进程比如说 JVM 实例对某个文件加锁则在释放这个锁之前此进程不能再对此文件加锁就是说 JVM 实例在同一文件上的文件锁是不重叠的进程级别不能重复在同一文件上获取锁
文件锁分类 排它锁独占锁对文件加排它锁后该进程可以对此文件进行读写该进程独占此文件其他进程不能读写此文件直到该进程释放文件锁 共享锁某个进程对文件加共享锁其他进程也可以访问此文件但这些进程都只能读此文件不能写。线程是安全的。只要还有一个进程持有共享锁此文件就只能读不能写 如果指定为共享锁则其它进程可读此文件所有进程均不能写此文件如果某进程试图对此文件进行写操作会抛出异常
2.2.2 FileLock的使用
相关方法
lock()对整个文件加锁默认为排它锁lock(long position, long size, booean shared) 前 2 个参数指定要加锁的部分可以只对此文件的部分内容加锁 第 3 个参数值指定是否是共享锁 tryLock()对整个文件加锁默认为排它锁tryLock(long position, long size, booean shared) 前 2 个参数指定要加锁的部分可以只对此文件的部分内容加锁第 3 个参数值指定是否是共享锁 boolean isShared() 判断此文件锁是否是共享锁 boolean isValid() 判断此文件锁是否还有效
lock 与 tryLock的区别
lock 是阻塞式的如果未获取到文件锁会一直阻塞当前线程直到获取文件锁tryLock 和 lock 的作用相同只不过 tryLock 是非阻塞式的tryLock 尝试获取文件锁获取成功就返回锁对象否则返回 null不会阻塞当前线程
FileLock使用
文件锁只能通过FileChannel对象来使用
// 创建FileChannel对象文件锁只能通过FileChannel对象来使用
FileChannel fc new FileOutputStream.\\1.txt).getChannel();// 对文件加锁
FileLock lock fc.lock();// 对文件进行一些读写操作// 释放锁
lock.release();2.2.3 完整示例
public class FileLockDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {String input LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(yyyy-MM-dd hh:mm:ss)) 测试\n;System.out.println(输入 input);// 创建缓冲区并存入数据ByteBuffer buf ByteBuffer.wrap(input.getBytes());// 文件路径String filePathStr file/05.txt;Path path Paths.get(filePathStr);// 文件通道FileChannel fc FileChannel.open(path, StandardOpenOption.APPEND);// position位置if(fc.size()!0){fc.position(fc.size() - 1);}// 文件锁// 1、阻塞模式默认为独占锁FileLock lock fc.lock();// 2、阻塞模式共享锁只能读不能写写时会抛异常// FileLock lock fc.lock(0,Long.MAX_VALUE,true);// 3、非阻塞模式默认为独占锁获取不到锁时返回null不阻塞// FileLock lock fc.tryLock();// 4、非阻塞模式共享锁只能读不能写写时会抛异常// FileLock lock fc.tryLock(0, Long.MAX_VALUE, true);System.out.println(是否为共享锁 lock.isShared());// 把buf中的数据写入文件通道fc.write(buf);// 关闭fc.close();System.out.println(写操作完成);// 读取数据System.out.println(流读取);readFileByStream(filePathStr);System.out.println(通道读取);readFileByChannel(filePathStr);}/*** 流读取* param filePathStr* throws IOException*/private static void readFileByStream(String filePathStr) throws IOException {FileReader fr new FileReader(filePathStr);BufferedReader br new BufferedReader(fr);String line ;while((line br.readLine()) !null){System.out.println(line);}br.close();}/*** 通道读取* param filePathStr* throws IOException*/private static void readFileByChannel(String filePathStr) throws IOException {FileInputStream fis new FileInputStream(filePathStr);FileChannel fc fis.getChannel();ByteBuffer buf ByteBuffer.allocate(1024);int length 0;while((length fc.read(buf)) 0 ){// buf.flip();System.out.println(new String(buf.array(),0,length));buf.clear();}fc.close();}
}三、其它
3.1 Path
3.1.1 Path简介 Java Path 接口是 Java NIO 更新的一部分同 Java NIO 一起已经包括在 Java6 和 Java7 中。Java Path 接口是在 Java7 中添加到 Java NIO 的。Path 接口位于java.nio.file 包中所以 Path 接口的完全限定名称为java.nio.file.PathJava Path 实例表示文件系统中的路径。一个路径可以指向一个文件或一个目录。路径可以是绝对路径也可以是相对路径。绝对路径包含从文件系统的根目录到它指向的文件或目录的完整路径。相对路径包含相对于其他路径的文件或目录的路径在许多方面java.nio.file.Path 接口类似于 java.io.File 类但是有一些差别。不过在许多情况下可以使用 Path 接口来替换 File 类的使用
3.1.2 创建Path实例 使用 java.nio.file.Path 实例必须创建一个 Path 实例。可以使用 Paths 类 (java.nio.file.Paths) 中的静态方法 Paths.get() 来创建路径实例。Paths.get() 方法相当于是 Path 实例的工厂方法 Path path Paths.get(.\\src\\main\\resources\\06.txt);创建绝对路径
// windows系统
Path path1 Paths.get(d:\\01.txt);// Linux、MacOS系统
Path path2 Paths.get(/home/jakobjenkov/myfile.txt);在 Java 字符串中 \是一个转义字符需要编写\告诉 Java 编译器在字符串中写入一个\字符。如果在 Windows 机器上使用了从/开始的路径那么路径将被解释为相对于当前驱动器 创建相对路径
使用 Paths.get(basePathrelativePath)方法创建一个相对路径
// 相对路径d:\abc\xyz
Path path2 Paths.get(d:\\abc, xyz);
// 相对路径d:\abc\xyz\03.txt
Path path3 Paths.get(d:\\abc, xyz\\03.txt);3.2 Files
Java NIO Files 类(java.nio.file.Files)提供了几种操作文件系统中的文件的方法。通常与java.nio.file.Path 实例一起工作
常用方法
Modifier and TypeMethod and Descriptionstatic longcopy(InputStream in, Path target, CopyOption... options)将输入流中的所有字节复制到文件。static longcopy(Path source, OutputStream out)将文件中的所有字节复制到输出流。static Pathcopy(Path source, Path target, CopyOption... options)将文件复制到目标文件。static PathcreateDirectories(Path dir, FileAttribute?... attrs)首先创建所有不存在的父目录来创建目录。static PathcreateDirectory(Path dir, FileAttribute?... attrs)创建一个新的目录。static PathcreateFile(Path path, FileAttribute?... attrs)创建一个新的和空的文件如果该文件已存在失败。static PathwalkFileTree(Path start, FileVisitor? super Path visitor)走一个文件树。static PathwalkFileTree(Path start, SetFileVisitOption options, int maxDepth, FileVisitor? super Path visitor)走一个文件树。
3.2.1 Files.createDirectory()
Files.createDirectory()方法用于根据 Path 实例创建一个新目录 Testpublic void testCreateDirectory() {// createDirectoryPath path Paths.get(./src/main/resources/abc);// 创建能目录try {Files.createDirectory(path);}catch (FileAlreadyExistsException e) {System.out.println(目录已存在 e);} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}第一行创建表示要创建的目录的 Path 实例。在 try-catch 块中用路径作为参数调用Files.createDirectory()方法。如果创建目录成功将返回一个 Path 实例该实例指向新创建的路径。 如果该目录已经存在则是抛出一个 java.nio.file.FileAlreadyExistsException。如果出现其他错误可能会抛出 IOException。例如如果想要的新目录的父目录不存在则可能会抛出 IOException 3.2.2 Files.copy()
copy(InputStream in, Path target, CopyOption... options)将输入流中的所有字节复制到文件。
不覆盖 从一个路径拷贝一个文件到另外一个目录如果目标文件已经存在则抛出一个 java.nio.file.FileAlreadyExistsException 异常。如果有其他错误则会抛出一个 IOException。例如如果将该文件复制到不存在的目录则会抛出 IOException Path path1 Paths.get(.\\src\\main\\resources\\1.wav);Path path2 Paths.get(.\\src\\main\\resources\\abc\\1.wav);try {Path copy Files.copy(path1, path2);} catch (FileAlreadyExistsException e) {// 目录已存在} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}覆盖
**Path copy Files.copy(path1, path2, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);**如果目标文件已经存在这个参数指示 copy() 方法覆盖现有的文件
3.2.3 Files.move()
移动文件 或者 重命名move() 之后原文件不存在。Files.move()的第三个参数。这个参数告诉 Files.move()方法来覆盖目标路径上的任何现有文件 Testpublic void testMove() {Path path1 Paths.get(./src/main/resources/01.txt);Path path2 Paths.get(./src/main/resources/11.txt);try {Path move Files.move(path1, path2);} catch (FileAlreadyExistsException e) {// 文件已存在} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}3.2.4 Files.delete()
删除一个文件或者目录 Testpublic void testDelete() {Path path Paths.get(./src/main/resources/01.txt);try {Files.delete(path);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}3.2.5 Files.walkFileTree() Files.walkFileTree() 方法包含递归遍历目录树功能将 Path 实例和 FileVisitor 作为参数。Path 实例指向要遍历的目录FileVisitor 在遍历期间被调用 FileVisitor 是一个接口必须自己实现 FileVisitor 接口并将实现的实例传递给 walkFileTree() 方法。在目录遍历过程中FileVisitor 实现的每个方法都将被调用。如果不需要实现所有这些方法那么可以扩展 SimpleFileVisitor 类它包含FileVisitor 接口中所有方法的默认实现适配器模式 FileVisitor 接口的方法中每个都返回一个 FileVisitResult 枚举实例。 FileVisitResult 枚举包含以下四个选项: CONTINUE继续TERMINATE终止SKIP_SIBLING跳过同级SKIP_SUBTREE跳过子级 Testpublic void walkFileTree(){// 要查找的目录范围Path path Paths.get(./src/main/resources);// 要查找的目标文件//String findFile File.separator 03.txt;String findFile 01.txt;// 是否找到final boolean[] isExist {false};try {Path path1 Files.walkFileTree(path, new SimpleFileVisitorPath() {/*** 重载内部类方法* param file* param attrs* return* throws IOException*/Overridepublic FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {String fileString file.toAbsolutePath().toString();// 如果目标文件和路径结尾相等即为找到if (fileString.endsWith(findFile)) {// 把查找标记为trueisExist[0] true;System.out.println(文件已找到路径为 fileString);// 中止退出return FileVisitResult.TERMINATE;}// 继续下次查找return FileVisitResult.CONTINUE;}});if(!isExist[0]){System.out.println(没有找到);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}3.3 AsynchronousFileChannel
在 Java 7 中Java NIO 中添加了 AsynchronousFileChannel也就是是异步地将数据写入文件。
3.3.1 创建AsynchronousFileChannel
通过静态方法 open()创建AsynchronousFileChannel.open(path,StandardOpenOption.READ);
// 1、得到文件路径
Path path Paths.get(.\\src\\main\\resources\\03.txt);
// 2、创建AsynchronousFileChannel
AsynchronousFileChannel afc null;
try {afc AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ);
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}3.3.2 通过Future读取数据
**abstract FutureInteger read(ByteBuffer dst, long position)**从给定的文件位置开始从该通道读取一个字节序列到给定的缓冲区。 Testpublic void testReadAsyncFileChannel() throws IOException {// 1、得到文件路径Path path Paths.get(./src/main/resources/03.txt);// 2、创建AsynchronousFileChannelAsynchronousFileChannel afc null;try {afc AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}// 3、创建缓冲区ByteBuffer buf ByteBuffer.allocate(1024);// 4、把通道中的数据读到缓冲区得到FutureFutureInteger future afc.read(buf, 0);// 5、判断是否读取完成while (!future.isDone()) {}// 6、输出buf.flip();System.out.println(new String(buf.array(), 0, buf.limit()));buf.clear();// 7、关闭afc.close();}创建了一个 AsynchronousFileChannel创建一个 ByteBuffer它被传递给 read() 方法作为参数以及一个 0 的位置在调用 read() 之后循环直到返回的 isDone()方法返回 true读取操作完成后数据读取到 ByteBuffer 中然后打印到 System.out 中
3.3.3 通过CompletionHandler读取数据
**abstract A void read(ByteBuffer dst, long position, A attachment, CompletionHandlerInteger,? super A handler)**从给定的文件位置开始从该通道读取一个字节序列到给定的缓冲区。 Testpublic void testCompletionHandlerRead() {// 1、得到文件路径Path path Paths.get(./src/main/resources/03.txt);// 2、创建AsynchronousFileChannelAsynchronousFileChannel afc null;try {afc AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}// 3、创建缓冲区ByteBuffer buf ByteBuffer.allocate(1024);// 4、把通道中的数据读到缓冲区afc.read(buf, 0, buf, new CompletionHandlerInteger, ByteBuffer() {/*** 读取完成* param result* param attachment*/Overridepublic void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {System.out.println(读取到 result);attachment.flip();System.out.println(new String(attachment.array(),0,attachment.limit()));attachment.clear();}/*** 读取失败* param exc* param attachment*/Overridepublic void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {System.out.println(读取失败);}});}读取操作完成将调用 CompletionHandler 的 completed() 方法对于 completed() 方法的参数传递一个整数它告诉我们读取了多少字节以及传递给 read() 方法的“附件”。“附件”是 read()方法的第三个参数。在本代码中它是 ByteBuffer数据也被读取如果读取操作失败则将调用 CompletionHandler 的 failed() 方法
3.3.4 通过Future写数据 Testpublic void testWriteAsyncFileFuture() throws IOException {// 1、得到文件路径Path path Paths.get(./src/main/resources/04.txt);// 2、创建AsynchronousFileChannelAsynchronousFileChannel afc null;try {afc AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.WRITE);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}// 3、创建缓冲区// ByteBuffer buf ByteBuffer.allocate(1024);// buf.put(测试abc.getBytes());// buf.flip();ByteBuffer buf ByteBuffer.wrap(测试testWriteAsyncFileFuture.getBytes());// 4、把缓冲区中的数据写入通道得到FutureFutureInteger future afc.write(buf, 0);// 5、判断是否写入完成while (!future.isDone()) {}// 6、输出System.out.println(写入完成);// 7、关闭afc.close();}AsynchronousFileChannel 以写模式打开创建一个 ByteBuffer并将一些数据写入其中ByteBuffer 中的数据被写入到文件中检查返回的 Future以查看写操作完成时的情况 注意文件必须已经存在。如果该文件不存在那么 write()方法将抛出一个 java.nio.file.NoSuchFileException 3.3.5 通过CompletionHandler写数据 Testpublic void testWriteAsyncFileCompletion() {// 1、得到文件路径Path path Paths.get(./src/main/resources/04.txt);// 2、创建AsynchronousFileChannelAsynchronousFileChannel afc null;try {afc AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.WRITE);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}// 3、创建缓冲区ByteBuffer buf ByteBuffer.allocate(1024);buf.put(测试testWriteAsyncFileCompletion.getBytes());buf.flip();// 4、把缓冲区中的数据写入通道afc.write(buf, 0, null, new CompletionHandlerInteger, ByteBuffer() {/*** 写入完成* param result* param attachment*/Overridepublic void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {System.out.println(写入 result);}/*** 写入失败* param exc* param attachment*/Overridepublic void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {System.out.println(写入失败);}});}写操作完成时将会调用 CompletionHandler 的 completed()方法如果写失败则会调用 failed()方法
3.4 字符集Charset public static void main(String[] args) throws CharacterCodingException {// 1、获取Charset对象Charset charset Charset.forName(utf8);// 2、建立缓冲区准备数据CharBuffer buf CharBuffer.allocate(1024);buf.put(测试abc);buf.flip();// 3、获取新的编码器CharsetEncoder charsetEncoder charset.newEncoder();// 4、编码ByteBuffer byteBuffer charsetEncoder.encode(buf);System.out.println(编码后);for (int i 0; i byteBuffer.limit(); i) {System.out.println(byteBuffer.get());}// 5、获取新的解码器byteBuffer.flip();CharsetDecoder charsetDecoder charset.newDecoder();CharBuffer decoderBuf charsetDecoder.decode(byteBuffer);System.out.println(解码后);System.out.println(decoderBuf);// 7、用其它字符格式解码Charset gbkChar Charset.forName(gbk);byteBuffer.flip();System.out.println(使用其他编码进行解码);System.out.println(gbkChar.decode(byteBuffer));// 8、获取Charset所支持的字符编码MapString, Charset scssm Charset.availableCharsets();SetMap.EntryString, Charset entries scssm.entrySet();for (Map.EntryString, Charset entry : entries) {System.out.println(entry : entry.getValue());}}四、多人聊天室 4.1 服务端 超过 timeout 毫秒没有连接关闭服务端 public class ChatServer {public static void main(String[] args) throws IOException {new ChatServer().startServer();}/*** 服务器端启动的方法*/public void startServer() throws IOException {// 1、创建Selector选择器Selector selector Selector.open();// 2、创建服务端通道ServerSocketChannel serverSocketChannel ServerSocketChannel.open();// 3、为channel通道绑定端口、设置为非阻塞模式serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8000));serverSocketChannel.configureBlocking(false);// 4、把channel通道注册到选择器serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);System.out.println(服务器已启动成功);// 5、循环查询就绪状态while(selector.select() 0){// 6、得到选择键集合并遍历SetSelectionKey selectionKeys selector.selectedKeys();for (SelectionKey sk : selectionKeys) {// 6.1、可接收状态表示服务端已做好准备可以接收客户的连接了if(sk.isAcceptable()){// 处理可接收时的操作acceptOperator(serverSocketChannel,selector);}// 6.2、可读状态表示客户端已发送完毕可以在服务端读取数据了if(sk.isReadable()){// 处理可读时的操作readOperator(selector,sk);}}// 清理选择键集合为下次轮询查询做准备selectionKeys.clear();}}/*** 可接收状态时的处理操作* param serverSocketChannel 服务端通道* param selector 选择器* throws IOException*/private static void acceptOperator(ServerSocketChannel serverSocketChannel,Selector selector) throws IOException {// 1、获取客户端通道 SocketChannelSocketChannel sc serverSocketChannel.accept();// 2、设置为非阻塞模式sc.configureBlocking(false);// 3、把通道注册到选择器上监听可读状态sc.register(selector,SelectionKey.OP_READ);// 4、回复客户端ByteBuffer replyStr Charset.forName(utf8).encode(欢迎进入聊天室);sc.write(replyStr);}/*** 可读状态时的处理操作* param selector 选择器* param sk 选择键* throws IOException*/private static void readOperator(Selector selector,SelectionKey sk) throws IOException {// 1、从选择键SelectionKey获取已经就绪的客户端通道SocketChannel socketChannel (SocketChannel) sk.channel();// 2、创建BufferByteBuffer buf ByteBuffer.allocate(1024);// 3、循环读取客户端消息String message ;while(socketChannel.read(buf) 0){// 切换buf读写模式// 调用 flip()方法会将 position 设回 0并将 limit 设置成之前 position 的值即readLengthbuf.flip();message Charset.forName(utf8).decode(buf);}// 4、把通道再次注册到选择器监听可读状态socketChannel.register(selector,SelectionKey.OP_READ);// 5、把客户端消息广播到其它客户端if(message.length() 0){System.out.println(message);castOtherClient(message,selector,socketChannel);}}/*** 给其它客户端广播消息* param message 消息* param selector 选择器* param sc 自已的通道* throws IOException*/private static void castOtherClient(String message,Selector selector,SocketChannel sc) throws IOException {// 1、获取所有已经接入的通道的选择键SetSelectionKey keys selector.keys();// 2、循环遍历找出除了自已之外的其它客户端通道并发送消息for (SelectionKey key : keys) {//System.out.println(key);// 获取当前选择键的通道Channel targetChannel key.channel();// 向除了自已之外的其它客户端通道发送消息if(targetChannel instanceof SocketChannel targetChannel ! sc){// 发送消息((SocketChannel)targetChannel).write(Charset.forName(utf8).encode(message));}}}}4.2 客户端
ChatClient.java Scanner 会阻塞等待 public class ChatClient {/*** 启动方法*/public void startClient(String name) {System.out.print(name 你好);SocketChannel sc null;try {// 1、创建选择器Selector selector Selector.open();// 2、创建客户端通道连接服务端sc SocketChannel.open(new InetSocketAddress(127.0.0.1, 8000));// 3、设置为非阻塞模式sc.configureBlocking(false);// 4、把通道注册到选择器sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);// 5、创建新线程接收消息new Thread(new ClientThread(selector)).start();// 6、向服务端发送消息Scanner scanner new Scanner(System.in);String msg ;while (scanner.hasNextLine()) {msg scanner.nextLine();if (msg.length() 0) {sc.write(Charset.forName(utf8).encode(name msg));}}} catch (IOException e) {//e.printStackTrace();} finally {// 关闭try {if (sc ! null) {sc.close();}System.out.println(客户端已关闭);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}
}ClientThread.java
public class ClientThread implements Runnable{/*** 选择器*/private Selector selector;/*** 构造器* param selector*/public ClientThread(Selector selector){this.selector selector;}Overridepublic void run() {try{while(selector.select() 0){// 得到选择键集合并遍历SetSelectionKey selectionKeys selector.selectedKeys();for (SelectionKey sk : selectionKeys) {// 可读状态表示可以读取服务器端发送的数据了if(sk.isReadable()){// 处理可读时的操作readOperator(selector,sk);}}// 清理选择键集合为下次轮询查询做准备selectionKeys.clear();}}catch (IOException e){e.printStackTrace();}}/*** 可读状态时的处理操作* param selector 选择器* param sk 选择键* throws IOException*/private void readOperator(Selector selector,SelectionKey sk) throws IOException {// 1、从选择键SelectionKey获取已经就绪的客户端通道SocketChannel sc (SocketChannel) sk.channel();// 2、创建BufferByteBuffer buf ByteBuffer.allocate(1024);// 3、循环读取客户端消息String message ;while(sc.read(buf) 0){// 切换buf读写模式// 调用 flip()方法会将 position 设回 0并将 limit 设置成之前 position 的值即readLengthbuf.flip();message Charset.forName(utf8).decode(buf);}// 4、把通道再次注册到选择器监听可读状态。好像不用再次注册sc.register(selector,SelectionKey.OP_READ);// 5、输出消息if(message.length() 0){System.out.println(message);}}
}模拟聊天用户每个用户是独立的startClient() 不能用静态方法否则将共用客户端通道 用户A public class AClient {public static void main(String[] args) {new ChatClient().startClient(lucy);}}用户B public class BClient {public static void main(String[] args) {new ChatClient().startClient(mack);}
}
