java NIO 的最佳实践 _Java

NIO的背景为什么一个已经存在10年的增强包还是JAVA的新I/O包呢？原因是对于大多数的Java程序员而言，基本的I/O操作都能够胜任。在日常工作中，大部分的Java开发者没有必要去学习NIO 。更进一步，NIO不仅仅是一个性能提升包。相反，它是一个和Java I/O相关的不同功能的集合。NIO通过使得Java应用的性能“更加接近实质”来达到性能提升的效果，也就是意味着NIO和NIO.2的API暴露了低层次的系统操作的入口。NIO的代价就是它在提供更强大的I/O控制能力的同时，也要求我们比使用基本的I/O编程更加细心地使用和练习。NIO的另一特点是它对于应用程序的表现力的关注，这个我们会在下面的练习中看到。
Java NIO和IO的主要区别

面向流与面向缓冲. Java NIO和IO之间第一个最大的区别是，IO是面向流的，NIO是面向缓冲区的。Java IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节，直至读取所有字节，它们没有被缓存在任何地方。此外，它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据，需要先将它缓存到一个缓冲区。Java NIO的缓冲导向方法略有不同。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。
阻塞与非阻塞IO Java IO的各种流是阻塞的。这意味着，当一个线程调用read() 或 write()时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取，或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情了。Java NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，该线程可以继续做其他的事情。非阻塞写也是如此。一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道（channel）。
选择器（Selectors） Java NIO的选择器允许一个单独的线程来监视多个输入通道，你可以注册多个通道使用一个选择器，然后使用一个单独的线程来“选择”通道：这些通道里已经有可以处理的输入，或者选择已准备写入的通道。这种选择机制，使得一个单独的线程很容易来管理多个通道。

最佳practiceSelectionKey.OP_WRITE订阅时机
现象: cpu占用超高
原因: 订阅了SelectionKey.OP_WRITE事件
【java NIO 的最佳实践】Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator(); while (iterator.hasNext()) { SelectionKey selectionKey = iterator.next(); iterator.remove(); if (selectionKey.isConnectable()) { SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel(); if (socketChannel.isConnectionPending()) { socketChannel.finishConnect(); } socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE); }分析: 当socket缓冲区可写入时就会触发OP_WRITE事件. 而socket缓冲区大多时间都可写入(网络不拥堵),由于nio水平触发的特性OP_WRITE会一直触发导致while()一直空转
水平触发: 简单解释为只要满足条件就一直触发,而不是发生状态改变时才触发(有点主动和被动触发的感觉)
最佳实践:
方案一: 当有写数据需求时订阅OP_WRITE事件,数据发送完成取消订阅.
while (channel.isOpen()) { if (channel.isConnected() && writeBuffer.isReadable()) { //writeBuffer可读注册write事件 channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE); }//当采用临时订阅OP_WRITE方式必须使用select(ms)进行超时返回 // 因为很有可能当select()前极短时间内writeBuffer有数据,而此时没有订阅OP_WRITE事件,会使select()一直阻塞int ready = selector.select(300); if (ready > 0) {SelectionKey selectionKey = iterator.next(); iterator.remove(); SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel(); socketChannel.configureBlocking(false); if (selectionKey.isWritable()) {writeBuffer.flip(); while (writeBuffer.hasRemaining()) { channel.write(writeBuffer); } writeBuffer.clear();socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); } } }当使用临时订阅OP_WRITE事件方式时,必须使用selector.select(long),进行超时返回. 因为很有可能当select()前极短时间内writeBuffer有数据,而此时没有订阅OP_WRITE事件,会使select()一直阻塞
方案二: 不订阅OP_WRITE事件,直接通过socketChannel.write()写数据.
Selector selector = Selector.open(); channel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT); channel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 5555)); while (channel.isOpen()) { if (channel.isConnected()) { writeBuffer.flip(); while (writeBuffer.hasRemaining()) { channel.write(writeBuffer); } writeBuffer.clear(); } int ready = selector.select(500); ...各种事件处理 }