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什么是java nio(什么是NIO框架)

编程之家2023-10-1292次浏览

各位老铁们好,相信很多人对什么是java nio都不是特别的了解,因此呢,今天就来为大家分享下关于什么是java nio以及什么是NIO框架的问题知识,还望可以帮助大家,解决大家的一些困惑,下面一起来看看吧!

什么是java nio(什么是NIO框架)

nio是什么意思

1、NIO

英文缩写:NIO

英文全称:java的一种技术,Network Interface Object

什么是java nio(什么是NIO框架)

中文解释:网络接口对象

缩写分类:专业词汇

2、NIO

什么是java nio(什么是NIO框架)

英文缩写:NIO

英文全称:National Institute of Oceanography

中文解释:国立海洋学研究所

缩写分类:专业词汇

3、NIO

英文缩写:NIO

英文全称:National Institute of Optics

中文解释:意大利国家光学研究所

缩写分类:机构组织、数学物理

相近缩写词语:

1、NIC

英文缩写:NIC

英文全称:Network Information Center

中文解释:网络信息中心

缩写分类:电子电工

2、NIT

英文缩写:NIT

英文全称:negative income tax

中文解释:负所得税

缩写分类:经济管理

什么是NIO框架

Java NIO框架MINA用netty性能和链接数、并发等压力测试参数好于mina。

特点:

1。NIO弥补了原来的I/O的不足,它再标准java代码中提供了高速和面向块的I/O

原力的I/O库与NIO最重要的区别是数据打包和传输方式的不同,原来的I/O以流的方式处理数据,而NIO以块的方式处理数据;

2.NIO以通道channel和缓冲区Buffer为基础来实现面向块的IO数据处理,MINA是开源的。

JavaNIO非堵塞应用通常适用用在I/O读写等方面,我们知道,系统运行的性能瓶颈通常在I/O读写,包括对端口和文件的操作上,过去,在打开一个I/O通道后,read()将一直等待在端口一边读取字节内容,如果没有内容进来,read()也是傻傻的等,这会影响我们程序继续做其他事情,那么改进做法就是开设线程,让线程去等待,但是这样做也是相当耗费资源的。

Java NIO非堵塞技术实际是采取Reactor模式,或者说是Observer模式为我们监察I/O端口,如果有内容进来,会自动通知我们,这样,我们就不必开启多个线程死等,从外界看,实现了流畅的I/O读写,不堵塞了。

Java NIO出现不只是一个技术性能的提高,会发现网络上到处在介绍它,因为它具有里程碑意义,从JDK1.4开始,Java开始提高性能相关的功能,从而使得Java在底层或者并行分布式计算等操作上已经可以和C或Perl等语言并驾齐驱。

如果至今还是在怀疑Java的性能,说明思想和观念已经完全落伍了,Java一两年就应该用新的名词来定义。从JDK1.5开始又要提供关于线程、并发等新性能的支持,Java应用在游戏等适时领域方面的机会已经成熟,Java在稳定自己中间件地位后,开始蚕食传统C的领域。

原理:

NIO有一个主要的类Selector,这个类似一个观察者,只要我们把需要探知告诉Selector,我们接着做别的事情,当有事件发生时,他会通知我们,传回一组,我们读取这些Key,就会获得我们刚刚注册过的,然后,我们从这个Channel中读取数据,放心,包准能够读到,接着我们可以处理这些数据。Selector内部原理实际是在做一个对所注册的channel的轮询访问,不断的轮询(目前就这一个算法),一旦轮询到一个channel有所注册的事情发生。比如数据来了,他就会站起来报告,交出一把钥匙,让我们通过这把钥匙来读取这个channel的内容。在使用上,也在分两个方向,一个是线程处理,一个是用非线程,后者比较简单。

Java NIO和IO的区别

JavaNIO和IO之间的主要差别,我会更详细地描述表中每部分的差异。

IONIO

面向流面向缓冲

阻塞IO非阻塞IO

无选择器

面向流与面向缓冲

JavaNIO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。JavaIO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。JavaNIO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。但是,还需要检查是否该缓冲区中包含所有您需要处理的数据。而且,需确保当更多的数据读入缓冲区时,不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。

阻塞与非阻塞IO

JavaIO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。JavaNIO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,就什么都不会获取。而不是保持线程阻塞,所以直至数据变的可以读取之前,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)

JavaNIO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逗选择地通道: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。

NIO和IO如何影响应用程序的设计

无论您选择IO或NIO工具箱,可能会影响您应用程序设计的以下几个方面:

1.对NIO或IO类的API调用。

2.数据处理。

3.用来处理数据的线程数。

API调用

当然,使用NIO的API调用时看起来与使用IO时有所不同,但这并不意外,因为并不是仅从一个InputStream逐字节读取,而是数据必须先读入缓冲区再处理。

数据处理

使用纯粹的NIO设计相较IO设计,数据处理也受到影响。

在IO设计中,我们从InputStream或Reader逐字节读取数据。假设你正在处理一基于行的文本数据流,例如:

Name:Anna

Age:25

Email:anna@mailserver.com

Phone:1234567890

该文本行的流可以这样处理:

BufferedReaderreader=newBufferedReader(newInputStreamReader(input));

StringnameLine=reader.readLine();

StringageLine=reader.readLine();

StringemailLine=reader.readLine();

StringphoneLine=reader.readLine();

请注意处理状态由程序执行多久决定。换句话说,一旦reader.readLine()方法返回,你就知道肯定文本行就已读完,readline()阻塞直到整行读完,这就是原因。你也知道此行包含名称;同样,第二个readline()调用返回的时候,你知道这行包含年龄等。正如你可以看到,该处理程序仅在有新数据读入时运行,并知道每步的数据是什么。一旦正在运行的线程已处理过读入的某些数据,该线程不会再回退数据(大多如此)。下图也说明了这条原则:

(JavaIO:从一个阻塞的流中读数据)而一个NIO的实现会有所不同,下面是一个简单的例子:

ByteBufferbuffer=ByteBuffer.allocate(48);

intbytesRead=inChannel.read(buffer);

注意第二行,从通道读取字节到ByteBuffer。当这个方法调用返回时,你不知道你所需的所有数据是否在缓冲区内。你所知道的是,该缓冲区包含一些字节,这使得处理有点困难。

假设第一次read(buffer)调用后,读入缓冲区的数据只有半行,例如,逗Name:An地,你能处理数据吗看显然不能,需要等待,直到整行数据读入缓存,在此之前,对数据的任何处理毫无意义。

所以,你怎么知道是否该缓冲区包含足够的数据可以处理呢看好了,你不知道。发现的方法只能查看缓冲区中的数据。其结果是,在你知道所有数据都在缓冲区里之前,你必须检查几次缓冲区的数据。这不仅效率低下,而且可以使程序设计方案杂乱不堪。例如:

ByteBufferbuffer=ByteBuffer.allocate(48);

intbytesRead=inChannel.read(buffer);

while(!bufferFull(bytesRead)){

bytesRead=inChannel.read(buffer);

}

bufferFull()方法必须跟踪有多少数据读入缓冲区,并返回真或假,这取决于缓冲区是否已满。换句话说,如果缓冲区准备好被处理,那么表示缓冲区满了。

bufferFull()方法扫描缓冲区,但必须保持在bufferFull()方法被调用之前状态相同。如果没有,下一个读入缓冲区的数据可能无法读到正确的位置。这是不可能的,但却是需要注意的又一问题。

如果缓冲区已满,它可以被处理。如果它不满,并且在你的实际案例中有意义,你或许能处理其中的部分数据。但是许多情况下并非如此。下图展示了逗缓冲区数据循环就绪地:

3)用来处理数据的线程数

NIO可让您只使用一个(或几个)单线程管理多个通道(网络连接或文件),但付出的代价是解析数据可能会比从一个阻塞流中读取数据更复杂。

如果需要管理同时打开的成千上万个连接,这些连接每次只是发送少量的数据,例如聊天服务器,实现NIO的服务器可能是一个优势。同样,如果你需要维持许多打开的连接到其他计算机上,如P2P网络中,使用一个单独的线程来管理你所有出站连接,可能是一个优势。一个线程多个连接的设计方案如

JavaNIO:单线程管理多个连接

如果你有少量的连接使用非常高的带宽,一次发送大量的数据,也许典型的IO服务器实现可能非常契合。下图说明了一个典型的IO服务器设计:

JavaIO:一个典型的IO服务器设计-一个连接通过一个线程处理

文章到此结束,如果本次分享的什么是java nio和什么是NIO框架的问题解决了您的问题,那么我们由衷的感到高兴!

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