轉載請註明原創出處，謝謝！

上篇NIO相關基礎篇一，主要介紹了一些基本的概念以及緩衝區（Buffer）和通道（Channel），本篇繼續NIO相關話題內容，主要就是檔案鎖、以及比較關鍵的Selector，後續還會繼續有一到二篇左右與NIO內容相關。

檔案鎖（FileLock）

在看RocketMQ原始碼中，發現有關於檔案鎖的import，但是具體使用程式碼裡面註釋調了[回頭看看為什麼，理解下，到時候會在某篇文章裡進行說明]（實現一個事情的方法很多，所以不一定就一種），但是為了知識的完整性，還是準備講下檔案鎖，可能以後或者那個地方可以使用，或者大家在那裡使用到都可以繼續留言討論。

檔案鎖和其他我們瞭解併發裡面的鎖很多概念類似，當多個人同時操作一個檔案的時候，只有第一個人可以進行編輯，其他要麼關閉（等第一個人操作完成之後可以操作），要麼以只讀的方式進行開啟。

在java nio中提供了新的鎖檔案功能，當一個執行緒將檔案鎖定之後，其他執行緒無法操作此檔案，檔案的鎖操作是使用FileLock類來進行完成的，此類物件需要依賴FileChannel進行例項化。

檔案鎖方式：

• 共享鎖：允許多個執行緒進行檔案讀取。
• 獨佔鎖：只允許一個執行緒進行檔案的讀寫操作。

備註：檔案鎖定以整個 Java 虛擬機器來保持。但它們不適用於控制同一虛擬機器內多個執行緒對檔案的訪問。 多個併發執行緒可安全地使用檔案鎖定物件。

Java檔案依賴FileChannel的主要涉及如下4個方法：

方法	說明
lock()	獲取對此通道的檔案的獨佔鎖定。
lock(long position, long size, boolean shared)	獲取此通道的檔案給定區域上的鎖定。
tryLock() throws IOException	試圖獲取對此通道的檔案的獨佔鎖定。
tryLock(long position, long size, boolean shared) throws IOException	試圖獲取對此通道的檔案給定區域的鎖定。
無	lock()等同於lock(0L, Long.MAX_VALUE, false)
無	tryLock()等同於tryLock(0L, Long.MAX_VALUE, false)

lock()和tryLock()的區別：

• lock()阻塞的方法，鎖定範圍可以隨著檔案的增大而增加。無參lock()預設為獨佔鎖；有參lock(0L, Long.MAX_VALUE, true)為共享鎖。
• tryLock()非阻塞,當未獲得鎖時,返回null。無參tryLock()預設為獨佔鎖；有參tryLock(0L, Long.MAX_VALUE, true)為共享鎖。

簡單例項程式碼：

File file = new File("d:" + File.separator + "test.txt") ;
FileOutputStream output = null ;
FileChannel fout = null ;
try {
    output = new FileOutputStream(file,true) ;
    fout = output.getChannel() ;// 得到通道
    FileLock lock = fout.tryLock() ; // 進行獨佔鎖的操作
    if(lock!=null){
	System.out.println(file.getName() + "檔案鎖定") ;
	Thread.sleep(5000) ;
	lock.release() ;	// 釋放
	System.out.println(file.getName() + "檔案解除鎖定。") ;
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if(fout!=null){
	try {
	    fout.close();
	} catch (IOException e) {
	    e.printStackTrace();
	}
    }
    if(output!=null){
	try {
	    output.close();
	} catch (IOException e) {
	    e.printStackTrace();
	}
    }
}
複製程式碼

執行結果：

**說明：**目前也很少接觸到關於檔案鎖的靈活運用，RocketMQ那塊程式碼給註釋了，如果那我瞭解，歡迎留言討論。

Selector

說明：

• FileChannel是可讀可寫的Channel，它必須阻塞，不能用在非阻塞模式中。
• SocketChannel與FileChannel不同：新的Socket Channel能在非阻塞模式下執行並且是可選擇的。不再需要為每個socket連線指派執行緒了。使用新的NIO類，一個或多個執行緒能管理成百上千個活動的socket連線，使用Selector物件可以選擇可用的Socket Channel。

以前的Socket程式是阻塞的，伺服器必須始終等待客戶端的連線，而NIO可以通過Selector完成非阻塞操作。

備註：其實NIO主要的功能是解決服務端的通訊效能。 上篇NIO相關基礎篇一的知識，馬上這塊也是需要使用到的。

Selector一些主要方法：

方法	說明
open()	開啟一個選擇器。
select()	選擇一組鍵，其相應的通道已為 I/O 操作準備就緒。
selectedKeys()	返回此選擇器的已選擇鍵集。

SelectionKey的四個重要常量：

欄位	說明
OP_ACCEPT	用於套接字接受操作的操作集位。
OP_CONNECT	用於套接字連線操作的操作集位。
OP_READ	用於讀取操作的操作集位。
OP_WRITE	用於寫入操作的操作集位。

**說明：**其實四個常量就是Selector監聽SocketChannel四種不同型別的事件。

如果你對不止一種事件感興趣，那麼可以用"位或"操作符將常量連線起來，如下： int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE;

#NIO 簡單例項程式碼 服務端程式碼：

int port = 8000;
// 通過open()方法找到Selector
Selector selector = Selector.open();
// 開啟伺服器的通道
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
// 伺服器配置為非阻塞
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
ServerSocket serverSocket = serverSocketChannel.socket();
InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(port);
// 進行服務的繫結
serverSocket.bind(address);
// 註冊到selector，等待連線
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
System.out.println("伺服器執行，埠：" + 8000);

// 資料緩衝區
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);

while (true) {
if ((selector.select()) > 0) { // 選擇一組鍵，並且相應的通道已經準備就緒
	Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();// 取出全部生成的key
	Iterator<SelectionKey> iter = selectedKeys.iterator();
	while (iter.hasNext()) {
		SelectionKey key = iter.next(); // 取出每一個key
		if (key.isAcceptable()) {
			ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
			// 接收新連線 和BIO寫法類是都是accept
			SocketChannel client = server.accept();
			// 配置為非阻塞
			client.configureBlocking(false);
			byteBuffer.clear();
			// 向緩衝區中設定內容
			byteBuffer.put(("當前的時間為：" + new Date()).getBytes());
			byteBuffer.flip();
			// 輸出內容
			client.write(byteBuffer);
			client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
		} else if (key.isReadable() && key.isValid()) {
			SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
			byteBuffer.clear();
			// 讀取內容到緩衝區中
			int readSize = client.read(byteBuffer);
			if (readSize > 0) {
				System.out.println("伺服器端接受客戶端資料:" + new String(byteBuffer.array(), 0, readSize));
				client.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE);
			}
		} else if (key.isWritable() && key.isValid()) {
			SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
			byteBuffer.clear();
			// 向緩衝區中設定內容
			byteBuffer.put(("歡迎關注匠心零度，已經收到您的反饋，會第一時間回覆您。感謝支援！！！").getBytes());
			byteBuffer.flip();
			// 輸出內容
			client.write(byteBuffer);
			client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
		}
	}
	selectedKeys.clear(); // 清楚全部的key
}
}
複製程式碼

客戶端程式碼：

// 開啟socket通道
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
// 設定為非阻塞方式
socketChannel.configureBlocking(false);
// 通過open()方法找到Selector
Selector selector = Selector.open();
// 註冊連線服務端socket動作
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);
// 連線
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8000));

/* 資料緩衝區 */
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);

while (true) {
if ((selector.select()) > 0) { // 選擇一組鍵，並且相應的通道已經準備就緒
	Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();// 取出全部生成的key
	Iterator<SelectionKey> iter = selectedKeys.iterator();
	while (iter.hasNext()) {
		SelectionKey key = iter.next(); // 取出每一個key
		if (key.isConnectable()) {
			SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
			if (client.isConnectionPending()) {
				client.finishConnect();
				byteBuffer.clear();
				// 向緩衝區中設定內容
				byteBuffer.put(("isConnect,當前的時間為：" + new Date()).getBytes());
				byteBuffer.flip();
				// 輸出內容
				client.write(byteBuffer);
			}
			client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
		} else if (key.isReadable() && key.isValid()) {
			SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
			byteBuffer.clear();
			// 讀取內容到緩衝區中
			int readSize = client.read(byteBuffer);
			if (readSize > 0) {
				System.out.println("客戶端接受伺服器端資料:" + new String(byteBuffer.array(), 0, readSize));
				client.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE);
			}
		} else if (key.isWritable() && key.isValid()) {
			SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
			byteBuffer.clear();
			// 向緩衝區中設定內容
			byteBuffer.put(("nio文章學習很多！").getBytes());
			byteBuffer.flip();
			// 輸出內容
			client.write(byteBuffer);
			client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
		}
	}
	selectedKeys.clear(); // 清楚全部的key
}
}
複製程式碼

程式執行結果截圖：

**說明：**上面僅僅是一個demo，其實使用nio開發複雜度很高的，需要考慮：鏈路的有效性校驗機制（安全認證、半包和粘包等）、鏈路的斷連重連機制（網路閃斷重連）、可靠性設計（心跳檢測，訊息重發、黑白名單）以及可擴充套件性的考慮等等，這些都是很複雜，那裡搞不好就容易出錯，看netty 權威指南的時候 記得作者他們那個時候還沒有netty，經常出現一些莫名問題需要進行解決，而很多問題netty已經幫我們解決了，所以有必要好好看看netty了（目前作者也在看netty權威指南，唯一不爽的時候，裡面大量程式碼，習慣用工具檢視程式碼（編輯器檢視程式碼變色，可以跳轉等），求netty權威指南程式碼地址，看書裡面程式碼特別變扭！，謝謝）

簡單聊幾句AIO

雖然NIO在網路操作中提供了非阻塞方法，但是NIO的IO行為還是同步的，對於NIO來說，我們的業務執行緒是在IO操作準備好時，才得到通知，接著就有這個執行緒自行完成IO操作，但是IO操作的本身其實還是同步的。

AIO是非同步IO的縮寫，相對與NIO來說又進了一步，它不是在IO準備好時再通知執行緒，而是在IO操作完成後在通知執行緒，所以AIO是完全不阻塞的，我們的業務邏輯看起來就像一個回撥函式了。

**備註：**AIO就是簡單提提，NIO還沒有搞明白，後續還有一到二篇左右與NIO內容相關，主要談談一些select、poll、epoll、零拷貝等一些內容，如果有關零拷貝比較好的資料，歡迎在留言區進行留言，讓零度也學習下，系統的瞭解下，謝謝！！！

如果讀完覺得有收穫的話，歡迎點贊、關注、加公眾號【匠心零度】。

---

個人公眾號，歡迎關注，查閱更多精彩歷史！！！