如何理解I/O多路复用

desdik 发布于2019-08-16 15:33 / 2042人阅读

摘要：为了讲清复用的是什么，首先得先说明一下逻辑流的概念。理解了这个，那么所谓的复用，指的就是在一个逻辑流里处理多个事件如何做到利用多路复用器，轮询监听各路，如果一旦有事件发生，那么就去处理，否则程序阻塞。

java nio提供了一套称为I/O多路复用的编程范式，那么什么叫做I/O多路复用呢？
所谓的I/O多路复用，从字面意思上来理解，就是：
有多个I/O操作(或是写，或是读，或是请求)，这多个I/O操作都共用一个逻辑流。
为了讲清复用的是什么，首先得先说明一下逻辑流的概念。
逻辑流是什么？这里的逻辑流和操作系统中"线程是进程的一个逻辑流"是一个意思。
下面的就是一个逻辑流：

{
int a = 5;
int b a*a;
double c = a/b;
}

下面又是一个逻辑流：

{
long b = 5;
int c = b+3;
}

如果在一个进程中，如果没有线程，那么程序是顺序执行的，那么所有的代码都是属于一个逻辑流。
比如说，上面的两端代码，如果合在一个进程当中，它们一定是这种结构：

{
int a = 5;
int b a*a;
double c = a/b;
}
....
{
long b = 5;
int c = b+3;
}

或是

{
long b = 5;
int c = b+3;
}
....
{
int a = 5;
int b a*a;
double c = a/b;
}

也就是说它们一定属于一个逻辑流(一个顺序结构)。
理解了这个，那么所谓的I/O复用，指的就是在一个逻辑流里处理多个I/O事件！！！
如何做到？利用Selector多路复用器，轮询监听各路I/O，如果一旦有I/O事件发生，那么就去处理，否则程序阻塞。
来看一个程序,加深理解：

package qiuqi.filedownloadtest;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.channels.*;
import java.util.Iterator;

public class FileServer {


    public static void main(String[] args) throws IOException {


        startServer();
    }

    public static void startServer() throws IOException {
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(9999));
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        Selector selector = Selector.open();
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        while (selector.select() > 0)
        {
            Iterator iterator = selector.selectedKeys().iterator();
            while (iterator.hasNext())
            {
                SelectionKey key = iterator.next();
                iterator.remove();
                if(key.isAcceptable())
                {
                 System.out.println("收到连接这个I/O事件");
                 catch (IOException e){e.printStackTrace();}

                }
            }
        }

    }
}

这是一个监听网络I/O的多路复用程序，java中只能监听网络I/O，不能监听标准输入输出等I/O（不过这些在linux里都可以）。
我们发现，这个程序的原理就是开启一个网络I/O类，ServerSocketChannel，把它注册到Selector(选择器)上，然后选择器就开始
轮询，直到发现一个I/O事件，于是就进入第一个while循环进行处理，否则一直阻塞在select()>0处。
这是一个极其简陋的程序，但是它揭示了多路复用的真正内涵，也就是用一个逻辑流监听，处理多个I/O(不过处理程序其实可以开启多线程，也就是指第一个while循环里的部分)。
这就是I/O多路复用！！！

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