Java NIO——Scatter/Gather
前言
java NIO开始支持scatter/gather，scatter/gather用于描述从通道 Channel 中读取或者写入到Channel的操作。
分散（scatter）：从Channel中读取是指在读操作时将读取的数据写入多个buffer中。因此，Channel将从Channel中读取的数据“分散（scatter）”到多个Buffer中。
聚集（gather）：写入Channel是指在写操作时将多个buffer的数据写入同一个Channel，因此，Channel 将多个Buffer中的数据“聚集（gather）”后发送到Channel。
scatter / gather经常用于需要将传输的数据分开处理的场合，例如传输一个由消息头和消息体组成的消息，你可能会将消息体和消息头分散到不同的buffer中，这样你可以方便的处理消息头和消息体。
Scattering Reads
Scattering Reads是指数据从一个channel读取到多个buffer中。如下图描述：
代码示例如下：
ByteBuffer header = ByteBuffer.allocate(128);
ByteBuffer body = ByteBuffer.allocate(1024);
ByteBuffer[] bufferArray = {header, body};
channel.read(bufferArray);
注意buffer首先被插入到数组，然后再将数组作为channel.read() 的输入参数。read()方法按照buffer在数组中的顺序将从channel中读取的数据写入到buffer，当一个buffer被写满后，channel紧接着向另一个buffer中写。
Scattering Reads在移动下一个buffer前，必须填满当前的buffer，这也意味着它不适用于动态消息(消息大小不固定)。换句话说，如果存在消息头和消息体，消息头必须完成填充（例如 128byte），Scattering Reads才能正常工作。
Gathering Writes
Gathering Writes是指数据从多个buffer写入到同一个channel。如下图描述：
代码示例如下：
ByteBuffer header = ByteBuffer.allocate(128);
ByteBuffer body = ByteBuffer.allocate(1024);
//write data into buffers
ByteBuffer[] bufferArray = {header, body};
channel.write(bufferArray);
buffers数组是write()方法的入参，write()方法会按照buffer在数组中的顺序，将数据写入到channel，注意只有position和limit之间的数据才会被写入。因此，如果一个buffer的容量为128byte，但是仅仅包含58byte的数据，那么这58byte的数据将被写入到channel中。因此与Scattering Reads相反，Gathering Writes能较好的处理动态消息。
完整代码示例如下：
/**
*
* Scattering：将数据写入到buffer时，可以采用buffer数组，依次写入 [分散]
* Gathering: 从buffer读取数据时，可以采用buffer数组，依次读
*/
public class ScatteringAndGatheringTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//使用 ServerSocketChannel 和 SocketChannel 网络
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress(8000);
//绑定端口到socket ，并启动
serverSocketChannel.socket().bind(inetSocketAddress);
//创建buffer数组
ByteBuffer[] byteBuffers = new ByteBuffer[2];
byteBuffers[0] = ByteBuffer.allocate(5);
byteBuffers[1] = ByteBuffer.allocate(3);
//等客户端连接(telnet)
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
int messageLength = 8; //假定从客户端接收8个字节
//循环的读取
while(true){
int byteRead = 0;
while (byteRead < messageLength ) {
long read = socketChannel.read(byteBuffers);
byteRead += read; //累计读取的字节数
System.out.println("byteRead=" + byteRead);
//看看当前的这个buffer的position 和 limit
Arrays.asList(byteBuffers).stream().map(buffer -> "postion=" + buffer.position() + ", limit=" + buffer.limit()).forEach(System.out::println);
//将所有的buffer进行flip
Arrays.asList(byteBuffers).forEach(buffer -> buffer.flip());
//将数据读出显示到客户端
long byteWirte = 0;
while (byteWirte < messageLength) {
long write = socketChannel.write(byteBuffers);
byteWirte += write;
}
//将所有的buffer 进行clear
Arrays.asList(byteBuffers).forEach(buffer-> {
buffer.clear();
});
System.out.println("byteRead:=" + byteRead + " byteWrite=" + byteWirte + ", messagelength" + messageLength);
}
}
}
}
