Java nio 學習筆記（二） Charset（字元集）與Selector（非同步IO）的知識

 三．Charset（字元集）

在java.nio.charset包中共提供了Charset、CharsetDecoder、CharsetEncoder、CodeResult、CodingErrorAction五個類，均繼承自Object類，其中Charset實現了Comparable介面，其它類均為自身實現。

Java中的字元使用unicode編碼，每個字元佔用兩個位元組。位元組碼本身只是一些數字，放在正確的上下文中可以被正確的解析。向ByteBuffer中存放資料時需要考慮字元集的編碼方式，從中讀取時需要考慮字元集的解碼。

要讀和寫文本需要分別使用CharsetDecoder（解碼器）和CharsetEncoder（編碼器）。

編碼：百科中這樣定義，編碼（coding）是在一個主題或單元上為資料存放區，管理和分析的目的而轉換資訊為編碼值（典型地如數字）的過程。在密碼學中，編碼是指在編碼或密碼中寫的行為。n位位元可以組合成2的n次方個不同的資訊，給每個資訊規定一個具體碼組，這種過程也叫編碼。數字系統中常用的編碼有兩類，一類是二進位編碼，另一類是二—十進位編碼。

（1）如何得到一個CharSet？

在JDK源碼中提供兩種方式得到一個CharSet執行個體：

       CharSet cs = CharSet.forName(“編碼方式”);

       CharSet cs = CharSet.defaultCharSet();

第一種方法返回一個指定字元格式設定的CharSet，第二種方法返回當前虛擬機器預設的字元編碼格式的CharSet。

（2）如何使用CharSet？

得到一個CharSet執行個體後，我們需要建立一個編碼器和一個解碼器，使用下面方法進行建立：

       CharSetDecoder decoder = cs.newDecoder();

       CharSetEncoder encoder = cs.newEncoder();

接著我們把ByteBuffer傳遞給decoder進行編碼，返回一個CharBuffer：

       CharBuffer cb = decoder.decode(inputData);

然後我們可以使用encoder進行解碼返回一個ByteBuffer：

       ByteBuffer outputData = encoder.encode(cb);

接下來可以進行寫等其它操作。

四．Selector（非同步IO）

非同步IO是一種沒有阻塞的讀寫資料的方法，通常，在代碼進行 read() 調用時，代碼會阻塞直至有可供讀取的資料。同樣，write() 調用將會阻塞直至資料能夠寫入。

非同步 I/O 的一個優勢在於，它允許您同時根據大量的輸入和輸出執行 I/O。同步程式常常要求助於輪詢，或者建立許許多多的線程以處理大量的串連。使用非同步 I/O，您可以監聽任何數量的通道上的事件，不用輪詢，也不用額外的線程。

非同步 I/O 中的核心對象名為 Selector。Selector 就是您註冊對各種 I/O 事件的地方，而且當那些事件發生時，就是這個對象告訴您所發生的事件。

第一步：建立一個Selector

       Selector selector = Selector.open();

第二步：開啟一個遠端連線

       InetSocketAddress socketAddress =

new InetSocketAddress("www.baidu.com", 80);

       SocketChannel sc = SocketChannel.open(socketAddress);

       sc.configureBlocking(false);

第三步：選擇鍵，註冊

       SelectionKey key = sc.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);

註冊時第一個參數總是當前的這個selector。

註冊讀事件：SelectionKey key = sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);

註冊寫事件：SelectionKey key = sc.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE);

第四步：內部迴圈處理

int num = selector.select();

Set selectedKeys = selector.selectedKeys();

Iterator it = selectedKeys.iterator();

while (it.hasNext()) {

SelectionKey key = (SelectionKey)it.next();

// ... deal with I/O event ...

}

首先，我們調用 Selector 的 select() 方法。這個方法會阻塞，直到至少有一個登入的事件發生。當一個或者更多的事件發生時， select() 方法將返回所發生的事件的數量。該方法必須首先執行。

接下來，我們調用 Selector 的 selectedKeys() 方法，它返回傳生了事件的 SelectionKey 對象的一個 集合 。

我們通過迭代 SelectionKeys 並依次處理每個 SelectionKey 來處理事件。對於每一個 SelectionKey，您必須確定發生的是什麼 I/O 事件，以及這個事件影響哪些 I/O 對象。

第五步：監聽事件並做出處理

SelectionKey中共定義了四種事件，OP_ACCEPT（socket accept）、OP_CONNECT（socket connect）、OP_READ（read）、OP_WRITE（write）。

第六步：刪除處理過的SelectionKey

在處理 SelectionKey 之後，我們幾乎可以返回主迴圈了。但是我們必須首先將處理過的 SelectionKey 從選定的鍵集合中刪除。

如果我們沒有刪除處理過的鍵，那麼它仍然會在主集合中以一個啟用的鍵出現，這會導致我們嘗試再次處理它。

我們調用迭代器的 remove() 方法來刪除處理過的 SelectionKey：it.remove();