I/O

什么是I/O

I/O 就是Input 和 Output 的缩写，常见的有文件IO，网络IO，设备IO 等。在linux中所有的组成元素都是一个文件，在文件对于内存来说就是一种流的表现形式。对文件的操作就是对数据流的读写操作，这些读取文件中数据 叫Input流，主要操作 read 函数，往文件中写叫Output流，主要操作 write函数。

主要概念

1 阻塞和非阻塞

阻塞是指数据请求方在请求数据时，被请求方准备完数据的时候系统调用会一直处于等待状态，
非阻塞是指如果被请求方未准备好数据。请求方调用会立即返回，等待完成的信号时再去读取数据。

2 同步与异步

同步是指数据请求方从发起请求到完成整个数据完成时，该请求不会返回，一旦调用返回，请求就结束了，异步是指数据请求方发起指令后就返回，等到被请求方将数据处理好后，再通知到数据的请求方，整个数据 的等待和处理都是被请求一方处理的。

3 I/O 模型

  • 同步阻塞 数据请求方调用请求时 一直等待着返回，直到数据通过原请求返回结束
  • 同步非阻塞 数据请求方调用请求时 ，先做其他请求，每过一段时间会观察是否有返回
  • 异步堵塞 数据请求方调用请求时 一直等待着返回 ，被请求方完成护理后通过回调等方式通知请求方结果
  • 异步非堵塞 数据请求方调用请求时，先做其他请求，被请求方完成护理后通过回调等方式通知请求方结果

传统I/O

InputStream

主要class FileInputStream ByteArrayInputSteam``SocketInputStream`` BufferInputStream

读取操作

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InputStream is = new FileInputStream("../ad/text.txt")
is.read()

OutputStream

主要class FileOuputStream ByteArrayOuputSteam

写入操作

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OutputStream os = new FileOuputStream("../ad/text.txt")
os.write('a')

NI/O

简介

java non-blocking IO 是用来替代传统 IO 的一个方案，可以实现非阻塞式IO模型
主要是由 Channels、Buffers 和 Selectors 组成。

Channels

有点类似传统IO 的流主要有以下几个区别

  • channel 可以同时读写，但传统IO流只能单向流动
  • channel可以进行异步的读写
  • channel的读写强制使用buffer
    主要实现class
  • FileChannel
  • DatagramChannel
  • SocketChannel
  • ServerSocketChannel

Buffers

使用 channle必定用到buffers，将数据写入到缓冲区时候，缓冲区会记录已经写了多少数据，一但要读取数据的时候 调用filp函数将缓冲区从写入模式改成读取模式，读取后需要用clear 或者 compact函数来清除或者局部清除缓冲区。

Selectors

可以对多个 channel 通道进行监听和处理，通道必须处于非阻塞模式 non-blocking mode

使用简介

读取操作

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RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("demo.txt", "rw")  
FileChannel channel = file.getChannel();  
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);  
channel.read(buffer);  
buffer.flip();

写入操作

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RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("demo.txt", "r");  
RandomAccessFile copy = new RandomAccessFile("demoNioCopy.txt", "rw")  
FileChannel channel = file.getChannel();  
FileChannel writeChannel = copy.getChannel();  
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);  
channel.read(buffer);  
buffer.flip();  
writeChannel.write(buffer, buffer.position());

okio

简介

对传统IO的一层封装，让传统IO更加好用

Sink

Sink对应传统IO的 OutputStream
主要代码

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 actual interface Sink : Closeable, Flushable {  
  @Throws(IOException::class)  
  actual fun write(source: Buffer, byteCount: Long)  
  
  @Throws(IOException::class)  
  actual override fun flush()  
  
  actual fun timeout(): Timeout  
  
 @Throws(IOException::class)  
  actual override fun close()  
}

Source

Source 对应传统IO的 IntputSteam
主要代码

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interface Source : Closeable {  

@Throws(IOException::class)  
fun read(sink: Buffer, byteCount: Long): Long

fun timeout(): Timeout  

override fun close()

}

使用简介

读取操作

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Source fileSource = Okio.source(new File("demo.txt"))  
Buffer buffer = new Buffer();  
fileSource.read(buffer, 1024);  
System.out.printf(buffer.readByteString().toString());

写入操作

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Sink sink = Okio.sink(new File("demoCopyOkio.txt"));  
BufferedSink bufferedSink = Okio.buffer(sink);  
Source fileSource = Okio.source(new File("demo.txt"))  
bufferedSink.writeAll(fileSource);