如何分析NIO

今天就跟大家聊聊有關(guān)如何分析NIO，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

linux下五種I/O模型

1）阻塞I/O

2) 非阻塞I/O

3）I/O復(fù)用

4）信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O

5）異步I/O

前四種都是同步，只有最后一種才是異步IO.

1、同步IO:如果一個(gè)線程請(qǐng)求進(jìn)行IO操作，在IO操作完成之前，該線程會(huì)被阻塞！

2、異步IO:如果一個(gè)線程請(qǐng)求進(jìn)行IO操作，IO操作不會(huì)導(dǎo)致請(qǐng)求線程被阻塞！

同步和異步是針對(duì)用戶線程和內(nèi)核的交互來(lái)說的。同步IO，用戶發(fā)出IO請(qǐng)求，如果數(shù)據(jù)沒有就緒，需要通過用戶線程或者內(nèi)核不斷的輪詢數(shù)據(jù)是否就緒，當(dāng)數(shù)據(jù)

就緒時(shí)，再將數(shù)據(jù)從內(nèi)核拷貝到用戶線程。

異步IO和同步關(guān)鍵區(qū)別：數(shù)據(jù)拷貝階段是由用戶線程完成還是有內(nèi)核完成

緩沖區(qū)：緩沖區(qū)的三個(gè)狀態(tài)變量：容量capacity、讀寫限制limit、讀寫位置position。需要正確理解！

通道：NIO特性，通道不是從IO操作所處理的數(shù)據(jù)這個(gè)層次上去抽象，而是表示為一個(gè)已經(jīng)建立好的到支持IO操作的實(shí)體的鏈接。一旦建立這個(gè)連接，就可以在這個(gè)

連接上進(jìn)行各種IO操作。具體做什么操作取決于通道的特性，一般的操作讀和寫等。在java NIO中，不同的實(shí)體有不同的通道實(shí)現(xiàn)，比如文件通道和網(wǎng)絡(luò)通道等。

通道在進(jìn)行讀寫操作時(shí)都是使用緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)的，而不是字節(jié)數(shù)組。

套接字通道：

傳統(tǒng)的IO是阻塞式的，可以一旦有請(qǐng)求就建立連接進(jìn)行處理，這種一個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)一個(gè)線程的方式，顯然不適合負(fù)載壓力比較大的情況，因?yàn)槊總€(gè)線程都要占用資源，

創(chuàng)建線程也是有代價(jià)的，對(duì)此引用線程池的實(shí)現(xiàn)，以能夠復(fù)用已有的線程問題，當(dāng)某個(gè)線程由于等待網(wǎng)絡(luò)操作而阻塞時(shí)，其他線程還可以繼續(xù)執(zhí)行，整體性能和吞吐量

得到了提高。不過由于多線程太復(fù)雜，容易出現(xiàn)很多隱含的錯(cuò)誤（*）。

javaNIO 提供了非阻塞式和多路復(fù)用的套字節(jié)連接

1、阻塞式套節(jié)字通道

2、多路復(fù)用套字節(jié)通道

通過一個(gè)專門的選擇器（selector）來(lái)同時(shí)對(duì)多個(gè)套接字通道進(jìn)行監(jiān)聽。當(dāng)其中的某個(gè)套接字通道上有它感興趣的事件發(fā)生時(shí)，這些通道會(huì)變?yōu)榭捎玫臓顟B(tài)，

可以在選擇器的選擇操作中被選中。選擇器通過一次選擇操作可以獲取這些被選中的通道列表，然后根據(jù)所發(fā)生的事件類型分別進(jìn)行處理。

核心：選擇器，非阻塞的套接字通道可以注冊(cè)到selector上，》在進(jìn)行注冊(cè)時(shí)需要提供一個(gè)套接字通道感興趣的事件列表，這些事件包括連接完成、接收到新連接請(qǐng)求、

有數(shù)據(jù)可讀和可以寫入數(shù)據(jù)等。這些事件都定義在SelectionKey類中，在完成注冊(cè)后可以通過selector的select方法進(jìn)行選擇?！愤x擇之后可以從Selector類的對(duì)象中得到一個(gè)可用的

套接字通道的列表。

3、IP組播通道

通過IP協(xié)議的組播（multicasting）支持可以將數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸給屬于同一分組的多個(gè)主機(jī)。當(dāng)不同主機(jī)上的程序都需要接收相同的數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)，使用IP組播是最自然地方式。

每一條組播消息都會(huì)被屬于特定分組的所有主機(jī)接收到。每個(gè)組播分組都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)符，該標(biāo)識(shí)符是一個(gè)D類IP地址，范圍在“224.0.0.1”和“239.255.255.255”之間。

進(jìn)行組播的程序可以選擇加入某個(gè)組播分組來(lái)接收所有發(fā)送給該分組的消息。

通道分為兩大類：文件通道、Socket通道

通道與流：通道時(shí)雙向的，而流只是從這一個(gè)方向到另一個(gè)方向。通道可以讀或?qū)懟蛘咄瑫r(shí)讀寫。

管道：Pipe，廣義上講，管道就是一個(gè)用來(lái)在兩個(gè)實(shí)體之間單向傳輸數(shù)據(jù)的管道，管道通常被用來(lái)連接一個(gè)進(jìn)程的輸出和另一個(gè)進(jìn)程的輸入。Pipe類實(shí)現(xiàn)一個(gè)管道范例，

不過它所創(chuàng)建的管道式進(jìn)程內(nèi)（在java虛擬機(jī)進(jìn)程內(nèi)部）而非進(jìn)程間使用的。

管道有一對(duì)通道組成：一個(gè)可寫入的sink通道和一個(gè)可讀取的source通道。一旦將某些字節(jié)寫入接收器的通道，就可以按照與寫入時(shí)完全相同的順序從源通道中

讀取這些字節(jié)。

通道：

DatagramChannel,針對(duì)面向數(shù)據(jù)報(bào)套接字的可選擇通道

Pipe.SinkChannel, 表示 Pipe 的可寫入結(jié)尾的通道。 

Pipe.SourceChannel, 表示 Pipe 的可讀取結(jié)尾的通道。 

ServerSocketChannel, 針對(duì)面向流的偵聽套接字的可選擇通道。 

SocketChannel，針對(duì)面向流的連接套接字的可選擇通道。

看完上述內(nèi)容，你們對(duì)如何分析NIO有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想了解更多知識(shí)或者相關(guān)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。