JavaIO

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title: Java中的IO date: 2018-11-21 10:56:52 tags: - IO categories: - Java

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1. Java中的IO
   1. IO 简史
      1. BIO
      2. NIO
      3. AIO
   2. 字节流
   3. 字符流
   4. 应用
      1. 文件IO
         1. 读取配置文件
            1. 可执行jar读取外部配置文件
            2. Maven项目
      2. 网络IO
2. NIO
   1. Buffer

目录 end|2020-04-27 23:42|

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Java中的IO

操作系统中的IO模型

Github: IO | Github Socket NIO

参考: 五种IO模型

IO 简史

BIO NIO AIO演变

BIO

Java1.0 到 Java1.3

同步阻塞式IO 但是能基于 BIO 手动实现 伪异步IO

NIO

Java1.4 引入; 同步非阻塞式IO, 虽然官方名称为 New IO, 民间称为 No-blocking IO

这个NIO和是基于操作系统NIO相关函数实现的, 所以称为No-blocking IO

    //  进入Selector.open(); 方法可以看到
    public static Selector open() throws IOException {
        return SelectorProvider.provider().openSelector();
    }
    // 进入 provider() 方法
    // 然后看到 sun.nio.ch.DefaultSelectorProvider.create();
    public static SelectorProvider create() {
        String var0 = (String)AccessController.doPrivileged(new GetPropertyAction("os.name"));
        if (var0.equals("SunOS")) {
            return createProvider("sun.nio.ch.DevPollSelectorProvider");
        } else {
            return (SelectorProvider)(var0.equals("Linux") ? 
                createProvider("sun.nio.ch.EPollSelectorProvider") : new PollSelectorProvider());
        }
    }

在Linux上使用的是 epoll, Windows 则是 poll

实现模型和操作系统的NIO也是一致的, 一个 Selector 注册多个 SelectionKey, SelectionKey 具有多个状态并且和Channel绑定

事件名	对应值
服务端接收客户端连接事件	SelectionKey.OP_ACCEPT(16)
客户端连接服务端事件	SelectionKey.OP_CONNECT(8)
读事件	SelectionKey.OP_READ(1)
写事件	SelectionKey.OP_WRITE(4)

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类似的思想还有定时器

• 需求: 实现一个 10s 后调用一个方法的定时器
• 简单: Thread.sleep(10000); 但是这种方式下, 定时器和任务是一一对应的
• 复用模式: 一个线程睡眠很短的时间, 不停去检查 方法的时间到了没有, 到了就执行, 这样就只要一个线程就能处理多个任务

AIO

Java1.7 引入; 真正的异步非阻塞IO, NIO2.0

• 引入了新的异步通道的概念, 以及异步文件通道和异步套接字通道的实现

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字节流

OutputStream InputStream

ByteArrayOutputStream, FileOutputStream, FilterOutputStream, ObjectOutputStream, OutputStream, PipedOutputStream

参考: FilterInputStream 与 装饰器模式

• FilterInputStream
  • DataInputStream
  • BufferedInputStream

序列化以及反序列化一个对象

    TargetObject targetObject = new TargetObject("name");

    ByteArrayOutputStream byteOutput = new ByteArrayOutputStream();
    ObjectOutputStream output = new ObjectOutputStream(byteOutput);
    output.writeObject(targetObject);

    ByteArrayInputStream byteInput = new ByteArrayInputStream(byteOutput.toByteArray());

    ObjectInputStream input = new ObjectInputStream(byteInput);
    TargetObject result = (TargetObject) input.readObject();
    assertThat(result.getName(), equalTo("name"));

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字符流

Reader Writer

Reader类的核心就是read()这个方法，由于这里直接操作InputStream进行read()，因此可以读取出2个字节，java中每两个字节转成一个字符。 这就是Reader可以读取字符的原因，只不过是利用InputStream先将字节读取出来，再按照一定的编码方式转码.

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应用

文件IO

参考: Read a text file from Java classpath
Java：利用I/O流读取文件内容

读取配置文件

• maven项目，从resources下获取文件 例如 /a.xml InputStream is = this.getClass().getResourceAsStream("/a.xml");
  1. 读取properties文件 ：new Properties().load(is);
  2. 按行读取文件 BufferedReader bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));

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可执行jar读取外部配置文件

    Properties properties = new Properties();
    File file = new File("something.properties");
    FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
    properties.load(fis);
    System.out.println(properties.getProperty("v"));
    fis.close();

• 只要配置文件和打包的jar同级即可

Maven项目

读取resource目录下配置文件

    ClassLoader classLoader = MainConfig.class.getClassLoader();
    URL resource = classLoader.getResource("excel.main.yml");
    if(resource!=null){
        String path = resource.getPath();
    }

• 这样也可以, 但是会有诡异的问题, 打包后运行是正常的, idea中运行就不正常, new File("src/main/resources/excel.main.yml")

网络IO

参考博客:网络IO之阻塞、非阻塞、同步、异步总结

参考: Java IO: 网络 当两个进程之间建立了网络连接之后，他们通信的方式如同操作文件一样：利用InputStream读取数据，利用OutputStream写入数据。换句话来说，Java网络API用来在不同进程之间建立网络连接，而Java IO则用来在建立了连接之后的进程之间交换数据。

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NIO

Java NIO 系列教程

Buffer

Java NIO系列教程（三） Buffer

• Buffer的基本用法: 使用Buffer读写数据一般遵循以下四个步骤：

  1. 写入数据到Buffer
  2. 调用flip()方法
  3. 从Buffer中读取数据
  4. 调用clear()方法或者compact()方法

• 当向buffer写入数据时，buffer会记录下写了多少数据。一旦要读取数据，需要通过flip()方法将Buffer从写模式切换到读模式。在读模式下，可以读取之前写入到buffer的所有数据。

• 一旦读完了所有的数据，就需要清空缓冲区，让它可以再次被写入。有两种方式能清空缓冲区：

  • 调用clear()或compact()方法。

• clear()方法会清空整个缓冲区。compact()方法只会清除已经读过的数据。任何未读的数据都被移到缓冲区的起始处，新写入的数据将放到缓冲区未读数据的后面。