Java7 I/O新功能探秘：同步操作,多播與隨機存取

fmms 12年前發布 | 19K 次閱讀 Java Java開發

Java7 I/O新功能探秘：同步操作,多播與隨機存取

SeekableByteChannel：隨機訪問通道;
MulticastChannel：允許IP多播的通道;
NetworkChannel：新的網絡通道超級接口;
異步I/O API：新的API使I/O操作可以異步進行。

SeekableByteChannel

首先，Java 7包括新的ByteChannel - SeekableByteChannel，這個通道維護當前的位置，你可以讀寫該位置，并允許隨機訪問。使用這個類型的通道，你可以添加多個線程讀/寫在不同位置相同的線程。

SeekableByteChannel channel1 = Paths.get("Path to file").newByteChannel(); //Simply READ
SeekableByteChannel channel2 = Paths.get("Path to file").newByteChannel(StandardOpenOption.READ, StandardOpenOption.WRITE); //READ and WRITE

你可以使用下面這些方法操作位置和通道的大小。

long position()：返回目前的位置;
long size()：返回通道連接實體的當前大小，如通道連接的文件大小;
position(long newPosition)：移動當前位置到某個地方;
truncate(long size)：根據給定大小截斷實體。

position()和truncate()方法簡單地返回當前通道，允許鏈式調用。現在FileChannel實現了新的接口，使用所有FileChannel你都可以實現隨機訪問，當然你可以用它讀取一個文件：

SeekableByteChannel channel = null; try { channel = Paths.get("Path to file").newByteChannel(StandardOpenOption.READ); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(4096);

System.out.println("File size: " + channel.size());

while (channel.read(buffer) &gt; 0) {
    buffer.rewind();

    System.out.print(new String(buffer.array(), 0, buffer.remaining()));

    buffer.flip();

    System.out.println("Current position : " + channel.position());
}

} catch (IOException e) { System.out.println("Expection when reading : " + e.getMessage()); e.printStackTrace(); } finally { if (sbc != null){ channel.close(); } }</pre>

MulticastChannel

這個新的接口允許開啟IP多播，因此你可以向一個完整的組發送和接收IP數據報。多播實現了直接綁定本地多播設備，這個接口是通過 DatagramChannel和AsynchronousDatagramChannel實現的。下面是從Javadoc中摘取的一個打開 DatagramChannel t的簡單示例：

NetworkInterface networkInterface = NetworkInterface.getByName("hme0");

DatagramChannel dc = DatagramChannel.open(StandardProtocolFamily.INET) .setOption(StandardSocketOption.SO_REUSEADDR, true) .bind(new InetSocketAddress(5000)) .setOption(StandardSocketOption.IP_MULTICAST_IF, networkInterface);

InetAddress group = InetAddress.getByName("225.4.5.6");

MembershipKey key = dc.join(group, networkInterface);</pre>

你可以使用以前經常使用的DatagramChannel，但操作方式是多播了，因此你收到的是接口中所有的數據包，你發送的數據包會發到所有組。

NetworkChannel

現在所有網絡通道都實現了新的NetworkChannel接口，你可以輕松綁定套接字管道，設置和查詢套接字選項，此外，套接字選項也被擴展了，因此你可以使用操作系統特定的選項，對于高性能服務器這非常有用。

異步I/O

現在我們介紹最重要的新特性：異步I/O API，從它的名字我們就知道它有什么功能了，這個新的通道為套接字和文件提供了異步操作。當然，所有操作都是非阻塞的，但對所有異步通道，你也可以執行阻塞操作，所有異步I/O操作都有下列兩種形式中的一種：

第一個返回java.util.concurrent.Future，代表等待結果，你可以使用Future特性等待I/O操作結束;
第二個是使用CompletionHandler創建的，當操作結束時，如回調系統，調用這個處理程序。

下面是它們的一些例子，首先來看看使用Future的例子：

AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(Paths.get("Path to file"));
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(capacity);
Future result = channel.read(buffer, 100); //Read capacity bytes from the file starting at position 100
boolean done = result.isDone(); //Indicate if the result is already terminated</pre>你也可以等待結束： 
      
int bytesRead = result.get();或等待超時： 
      int bytesRead = result.get(10, TimeUnit.SECONDS); //Wait at most 10 seconds on the result再來看看使用CompletionHandler的例子： 
      Future result = channel.read(buffer, 100, null, new CompletionHandler(){
    public void completed(Integer result, Object attachement){
        //Compute the result
    }

public void failed(Throwable exception, Object attachement){
    //Answer to the fail
}

});</pre>正如你所看到的，你可以給操作一個附件，在操作末尾給CompletionHandler，當然，你可以把null當作一個附件提供，你可以傳遞任何你想傳遞的，如用于AsynchronousSocketChannel的Connection，或用于讀操作的ByteBuffer。 
      
Future result = channel.read(buffer, 100, buffer, new CompletionHandler(){
    public void completed(Integer result, ByteBuffer buffer){
        //Compute the result
    }

public void failed(Throwable exception, ByteBuffer buffer){
    //Answer to the fail
}

});</pre> 
      

        正如你所看到的，CompletionHandle也提供Future元素表示等待結果，因此你可以合并這兩個格式。下面是NIO.2中的所有異步通道： 
       
       
        
         
         AsynchronousFileChannel：讀寫文件的異步通道，這個通道沒有全局位置，因此每個讀寫操作都需要一個位置，你可以使用不同的線程同時訪問文件的不同部分，當你打開這個通道時，必須指定READ或WRITE選項; 
         AsynchronousSocketChannel：用于套接字的一個簡單異步通道，連接、讀/寫、分散/聚集方法全都是異步的，讀/寫方法支持超時; 
         AsynchronousServerSocketChannel：用于ServerSocket的異步通道，accept()方法是異步的，當連接被接受時，調用CompletionHandler，這種連接的結果是一個AsynchronousSocketChannel; 
         AsynchronousDatagramChannel：用于數據報套接字的通道，讀/寫(連接)和接收/發送(無連接)方法是異步的。 
         
        
       
       
       
 
       
      分組 
      
        當你使用AsynchronousChannels時，有線程調用完整的處理程序，這些線程被綁定到一個 AsynchronousChannelGroup組，這個組包含一個線程池，它封裝了所有線程共享的資源，你可以使用線程池來調用這些組，AsynchronousFileChannel可以使用它自己的組創建，將ExecutorService作為一個參數傳遞給open()方法，在 open方法中，通道是使用AsynchronousChannelGroup創建的，如果你不給它一個組，或傳遞一個NULL，它就會使用默認組。通道被認為是屬于組的，因此，如果組關閉了，通道也就關閉了。你可以使用ThreadFactory創建一個組： 
       ThreadFactory myThreadFactory = Executors.defaultThreadFactory();
AsynchronousChannelGroup channelGroup = AsynchronousChannelGroup.withFixedThreadPool(25, threadFactory);</pre>或使用一個ExecutorService： 
       
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(25);
AsynchronousChannelGroup channelGroup = AsynchronousChannelGroup.withThreadPool(service);</pre>而且你可以很容易地使用它： 
       
AsynchronousSocketChannel socketChannel = AsynchronousSocketChannel.open(channelGroup); 
       
         你可以使用在組上使用shutdown()方法關閉組，關閉之后，你就不能使用這個組創建更多的通道，當所有通道關閉后，組也終止了，處理程序結束，資源也釋放了。 
        
       
         當你使用任何類型的池和CompletionHandler時，你必須要注意一點，不要在CompletionHandler內使用阻塞或長時間操作，如果所有線程都被阻塞，整個應用程序都會被阻塞掉。如果你有自定義或緩存的線程池，它會使隊列無限制地增長，最終導致OutOfMemoryError。 
        
       
         我想我把新的異步I/O API涵蓋的內容講得差不多了，當然這不是一兩句話可以說清楚的，也不是每一個人都會使用到它們，但在某些時候它確實很有用，Java支持這種I/O操作終歸是一件好事。如果我的代碼中有什么錯誤我表示道歉，因為我也是剛剛才接觸。 
        
       
         英文原文： 
        Java 7 : New I/O features (Asynchronous operations, multicasting, random access) with JSR 203 (NIO.2) 
        
       
         中文原文： 
        51CTO 
        
      </div> 
     </div> 
    </div> 
   </div> 
  </div>
                    
                    
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