자바 NIO 튜토리얼

NIO는 New I/O의 약어입니다. 그 의미를 이해하려면 많은 지식을 습득해야 합니다. 나는 이 노트에서 전체 io의 개요를 설명하려고 열심히 노력했습니다. 모두가 심도 있는 학습을 할 수 있는 길을 열어줍니다.

I/O 간략한 역사

I/O를 모두 이해하려면 자바의 I/O 역사를 이해해야 한다. Java의 I/O 역사도 한 측면에서는 Java의 개발 역사를 반영합니다.

JDK1.0-1.3

Java 시대에는 기본적으로 완전한 I/O 지원이 없다고 할 수 있습니다. 이 기간 동안 Java I/O 작업이 차단되므로 I/O 효율성이 상대적으로 낮습니다. 기본적으로 더 나은 I/O 솔루션을 원한다면 기본적으로 스스로 의존해야 합니다. 이 기간 동안 Java는 서버 측에서 재사용되지 않았으며 이는 I/O 효율성 저하와 많은 관련이 있습니다. I/O가 제대로 이루어지지 않았을 뿐만 아니라, 일련의 주변 조치도 제대로 이루어지지 않았습니다. 지원되는 문자 집합 인코딩은 제한되어 있으며 수동 인코딩 작업이 필요한 경우가 많습니다. 그리고 정규 표현식이 없으면 데이터를 처리하기가 매우 어렵습니다.

JDK1.4-1.6

2002년에 출시된 java1.4에서는 JSR-51이라는 이름으로 Java 언어에 Non-Blocking I/O가 추가되었습니다. 동시에 문자 집합의 인코딩 및 디코딩 기능이 크게 향상되었습니다. 그리고 Perl을 기반으로 한 정규식 클래스 라이브러리가 있습니다. 동시에 기존 I/O의 기본 구현 중 일부도 새로운 I/O 방법을 사용하여 다시 작성되어 기존 I/O의 성능이 향상되었습니다. 마침내 Java는 서버 측에서 인기를 얻었습니다.

동시에 제3자도 노력을 기울이기 시작했습니다. Google은 일부 파일 작업 및 데이터 전송을 크게 단순화하는 I/O 부분인 Guava 클래스 라이브러리를 출시했습니다. 동시에 Trustin Lee의 주도하에 작성된 nio 프레임워크 netty와 mina도 널리 유포되어 java nio의 개발을 크게 촉진했습니다.

JDK1.7 출시

JSR-203이 출시되면서 java1.7에서 NIO2를 보았습니다. 이는 비차단 기능을 갖춘 보다 강력한 비동기 I/O 작업 기능을 제공하며 파일 시스템 및 파일 속성을 운영하기 위한 일련의 매우 편리한 API도 제공합니다. 그리고 더욱 강력해진 네트워크 I/O

I/O 차이

블로킹 I/O, 비블로킹 I/O, 비동기 I/O의 차이점은 무엇인가요? 모든 발전이 Java I/O 기능의 큰 향상으로 이어지는 이유는 무엇입니까? 야채 재배 게임의 예를 들어보겠습니다.

채소 재배 게임이 있다고 가정합니다(이전 QQ 농장과 유사). 플레이어는 채소를 심은 후 해당 웹페이지에 머물면서 채소가 익는 것을 지켜보아야만 수확할 수 있습니다. 이는 극도로 시간 낭비이며 사용자 경험은 확실히 좋지 않을 것입니다. 이 게임은 나중에 수정되었습니다. 플레이어는 야채를 심은 후 더 이상 해당 웹 페이지에 머물 필요가 없으며 특정 확인 중에 야채가 익었다는 것을 확인하면 야채를 수확할 수 있습니다. . 물론, 사용자 경험이 크게 향상되었고, 사용자가 낭비하는 시간도 줄어들었습니다. 그러나 사용자 경험을 더욱 향상시키기 위해 게임이 수정되었습니다. 플레이어가 야채를 심은 후에는 더 이상 야채가 익었는지 확인할 필요가 없습니다. 야채가 익으면 게임은 자동으로 사용자에게 야채가 익었으므로 빨리 가져와야 한다는 알림을 보냅니다. . 이러한 방식으로 사용자는 기본적으로 더 이상 시간을 낭비할 필요가 없습니다.

예제의 세 가지 게임 버전은 세 가지 유형의 I/O를 나타냅니다. Blocking I/O: CPU는 데이터를 읽고 쓸 때까지 다음 작업을 진행할 수 없으므로 CPU는 거기서 기다릴 수밖에 없습니다. 비차단 I/O: CPU는 데이터를 읽거나 쓰기 전에 떠날 수 있으며 가끔씩만 요청하면 됩니다. 비동기 I/O: 데이터를 읽고 쓰기 전에 때때로 I/O 걱정 없이 CPU가 나갈 수 있으며, 데이터를 읽고 쓸 때 CPU에 적극적으로 알립니다. 세 가지 유형의 I/O 간의 효율성은 높은지 낮은지를 기준으로 판단할 수 있습니다.

새로운 I/O

java1.4에서 제안한 non-blocking I/O를 출발점으로 삼아 전체 그림을 이해해 봅시다.

채널

버퍼

선택기

이 세 가지 클래스는 비차단 I/O의 핵심 API를 구성합니다.

버퍼는 데이터를 저장할 수 있는 메모리 조각인 버퍼 영역으로 번역됩니다. 채널은 스트림과 비슷하지만 로컬 I/O에서 네트워크 I/O까지 읽고 쓸 수 있습니다. 대부분의 NIO는 채널에서 버퍼로 데이터를 읽거나 버퍼에서 쓸 수 있습니다. .

비차단 I/O에서는 데이터를 읽거나 쓰기 전에 CPU가 떠날 수 있으며 가끔씩만 요청하면 됩니다. 데이터를 읽고 썼는지 묻는 데에는 최소한의 CPU 전력이 필요하지만, CPU가 작업을 자주 전환하는 경우 장면을 유지하고 복원하는 데 필요한 시간이 큽니다. 따라서 스레드를 사용하여 데이터가 준비되었는지 물어볼 수 있습니다. 스레드가 여러 채널에 데이터가 준비되어 있는지 묻는 경우 여러 채널을 관리해야 합니다. 이는

Selector를 사용하려면 Selector에 채널을 등록한 후 해야 합니다. select() 메서드를 호출합니다. 이 메소드는 등록된 채널에 이벤트가 준비될 때까지 차단됩니다. 이 메서드가 반환되면 스레드는 이러한 이벤트를 처리할 수 있습니다.