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1.简介

本文是上一篇文章实践篇,在上一篇文章中,我分析了选择器 Selector 的原理。本篇文章,我们来说说 Selector 的应用,如标题所示,这里我基于 Java NIO 实现了一个简单的 HTTP 服务器。在接下来的章节中,我会详细讲解 HTTP 服务器实现的过程。另外,本文所对应的代码已经上传到 GitHub 上了,需要的自取,仓库地址为 toyhttpd。好了,废话不多说,进入正题吧。

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1.简介

前面的文章说了缓冲区,说了通道,本文就来说说 NIO 中另一个重要的实现,即选择器 Selector。在更早的文章中,我简述了几种 IO 模型。如果大家看过之前的文章,并动手写过代码的话。再看 Java 的选择器大概就会知道它是什么了,以及怎么用了。选择器是 Java 多路复用模型的一个实现,可以同时监控多个非阻塞套接字通道。示意图大致如下:

如果大家了解过多路复用模型,那应该也会知道几种复用模型的实现。比如 select,poll 以及 Linux 下的 epoll 和 BSD 下的 kqueue。Java 的选择器并非凭空创造,而是在底层操作系统提供的接口的基础上封装而来。相关的细节,我随后会进行分析。

关于 Java 选择器的简介这里先说到这,接下来进入正题。

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1.简介

前面一篇文章讲了文件通道,本文继续来说说另一种类型的通道 – 套接字通道。在展开说明之前,咱们先来聊聊套接字的由来。套接字即 socket,最早由伯克利大学的研究人员开发,所以经常被称为Berkeley sockets。UNIX 4.2BSD 内核版本中加入了 socket 的实现,此后,很多操作系统都提供了自己的 socket 接口实现。通过 socket 接口,我们就可以与不同地址的计算机实现通信。

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1.简介

通道是 Java NIO 的核心内容之一,在使用上,通道需和缓存类(ByteBuffer)配合完成读写等操作。与传统的流式 IO 中数据单向流动不同,通道中的数据可以双向流动。通道既可以读,也可以写。这里我们举个例子说明一下,我们可以把通道看做水管,把缓存看做水塔,把文件看做水库,把水看做数据。当从磁盘中将文件数据读取到缓存中时,就是从水库向水塔里抽水。当然,从磁盘里读取数据并不会将读取的部分从磁盘里删除,但从水库里抽水,则水库里的水量在无补充的情况下确实变少了。当然,这只是一个小问题,大家不要扣这个细节哈,继续往下说。当水塔中存储了水之后,我们可以用这些水烧饭,浇花等,这就相当于处理缓存的数据。过了一段时间后,水塔需要进行清洗。这个时候需要把水塔里的水放回水库中,这就相当于向磁盘中写入数据。通过这里例子,大家应该知道通道是什么了,以及有什么用。既然知道了,那么我们继续往下看。

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1.简介

Java NIO 相关类在 JDK 1.4 中被引入,用于提高 I/O 的效率。Java NIO 包含了很多东西,但核心的东西不外乎 Buffer、Channel 和 Selector。本文中,我们先来聊聊的 Buffer 的实现。Channel 和 Selector 将在随后的文章中讲到。

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1. 简介

epoll 是 Linux 平台下特有的一种 I/O 复用模型实现,于 2002 年在 Linux kernel 2.5.44 中被引入。在 epoll 之前,Unix/Linux 平台下的 I/O 复用模型包含 select 和 poll 两个系统调用。随着因特网的发展,因特网的用户量越来越大,C10K 问题出现。基于 select 和 poll 编写的网络服务已经不能满足不能满足用户的需求了,业界迫切希望更高效的系统调用出现。在此背景下,FreeBSD 的 kqueue 和 Linux 的 epoll 被研发了出来。kqueue 和 epoll 的出现,终结了 C10K 问题,C10K 问题就此作古。

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1. 前言

最近在学习 Java NIO 方面的知识,为了加深理解。特地去看了 Unix/Linux I/O 方面的知识,并写了一些代码进行验证。在本文接下来的一章中,我将通过举例的方式向大家介绍五种 I/O 模型。如果大家是第一次了解 I/O 模型方面的知识,理解起来会有一定的难度。所以在看文章的同时,我更建议大家动手去实现这些 I/O 模型,感觉会不一样。好了,下面咱们一起进入正题吧。

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1.概述

LinkedList 是 Java 集合框架中一个重要的实现,其底层采用的双向链表结构。和 ArrayList 一样,LinkedList 也支持空值和重复值。由于 LinkedList 基于链表实现,存储元素过程中,无需像 ArrayList 那样进行扩容。但有得必有失,LinkedList 存储元素的节点需要额外的空间存储前驱和后继的引用。另一方面,LinkedList 在链表头部和尾部插入效率比较高,但在指定位置进行插入时,效率一般。原因是,在指定位置插入需要定位到该位置处的节点,此操作的时间复杂度为O(N)。最后,LinkedList 是非线程安全的集合类,并发环境下,多个线程同时操作 LinkedList,会引发不可预知的错误。

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1.概述

ArrayList 是一种变长的集合类,基于定长数组实现。ArrayList 允许空值和重复元素,当往 ArrayList 中添加的元素数量大于其底层数组容量时,其会通过扩容机制重新生成一个更大的数组。另外,由于 ArrayList 底层基于数组实现,所以其可以保证在 O(1) 复杂度下完成随机查找操作。其他方面,ArrayList 是非线程安全类,并发环境下,多个线程同时操作 ArrayList,会引发不可预知的错误。

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1. 概述

LinkedHashMap 继承自 HashMap,在 HashMap 基础上,通过维护一条双向链表,解决了 HashMap 不能随时保持遍历顺序和插入顺序一致的问题。除此之外,LinkedHashMap 对访问顺序也提供了相关支持。在一些场景下,该特性很有用,比如缓存。在实现上,LinkedHashMap 很多方法直接继承自 HashMap,仅为维护双向链表覆写了部分方法。所以,要看懂 LinkedHashMap 的源码,需要先看懂 HashMap 的源码。关于 HashMap 的源码分析,本文并不打算展开讲了。大家可以参考我之前的一篇文章“HashMap 源码详细分析(JDK1.8)”。在那篇文章中,我配了十多张图帮助大家学习 HashMap 源码。

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