자바7 NIO.2 - 내용정리 10장 (기억해야 하는 중요한 사항)

chapter 10. 기억해야 하는 중요한 사항

10.1 java.io.File을 이용한 코드 리팩토링

File.toPath() 사용하여 Path 객체로 변환하기

JavaDoc 설명	java.io.File	java.nio.file.Path	장
클래스 이름 대응 관계	java.io.File	java.io.file.Path	1장
경로이름과 객체의 동등성을 테스트 한다.	File.equals(Object)	Path.equals(Object)	1장
두 경로 이름을 사전순으로 비교한다.	File.compareTo(File)	Path.compareTo(Path)	1장
경로명에 대한 절대 경로명을 문자열로 반환한다.	File.getAbsolutePath()	Path.toAbsolutePath()	1장
경로명을 절대 경로 형식으로 반환한다.	File.getAbsoluteFile()	Path.toAbsolutePath()	1장
경로명을 표준 형식 문자열로 반환한다.(정규화)	File.getCanonicalPath(0	Path.toRealPath(LinkOption…) Path.normalize()	1장
경로명을 표준 형식으로 반환한다.	File.getCanonicalFile()	Path.toRealPath(LinkOption…) Path.normalize()	1장
경로명을 나타내는 URI를 생성한다.	File.toURI()	Path.toUri()	1장
일반 파일인지 테스트한다.	File.isFile()	Files.isRegularFile(Path,LinkOption…)	4장
디렉토리 인지 여부	File.isDirectory()	Files.isDirectory(Path,LinkOption…)	4장
숨김 파일 여부	File.isHidden()	Files.isHidden(Path)	4장
읽은 수 있는지	File.canRead()	Files.isReadable(Path)	4장
수정 가능 한지	File.canWrite()	Files.isWritable(Path)	4장
실행 가능 한지	File.canExecute()	Files.isExecutable(Path)	4장
실제 존재 여부	File.exist()	Files.exists(Path,LinkOption…) Files.notExists(Path,LinkOption…)	4장
디렉토리 생성	File.mkdir()	Files.createDirectory(Path,FileAttribute<?>...)	4장
패스 있는 디렉토리 모두 생성	File.mkdirs)	Files.createDirectories(Path,FileAttribute<?>...)	4장
파일이 존재 않을 때만 생성	File.createNewFile()	Files.createFile(Path,FileAttribute<?>...)	4장
하위 목록들을 반환한다.(문자열 배열로)	File.list() File.listFiles()	Files.newDirectoryStream(Path)	4장
하위 목록들을 반환(필터 적용)	File.list(FilenameFilter) File.listFiles(FileFilter) File.listFiles(FileNameFilter)	Files.newDirectoryStream(Path, DirectoryStream.Filter<? super Path>) Files.newDirectoryStream(Path,String)	4장
파일 크기	File.length()	Files.size(Path)	4장
파일 삭제	File.delete()	Files.delete(Path) Files.deleteIfExists(Path)	4장
파일 이름 변경	File.renameTo(File)	Files.move(Path,Path,CopyOption)	4장
실행 권한으로 설정	File.setExecutable(boolean,boolean)	Files.setAttribute(Path,String,Object,LinkOption…)	2장
읽기 권한으로 설정	File.setReadable(boolean,boolean)	Files.setAttribute(Path,String,Object,LinkOption…)	2장
읽기 전용으로 설정	File.setReadOnly()	Files.setAttribute(Path,String,Object,LinkOption…)	2장
쓰기 권한으로 설정	File.setWritable(boolean,boolean)	Files.setAttribute(Path,String,Object,LinkOption…)	2장
파일 수정일 얻기	File.lastModified()	Files.getLastModifiedTime(Path,LinkOption...)	2장
파일 수정일 변경	File.setLastModified(long)	Files.setLastModified(Path,FileTime)	2장
임시 파일 디렉토리에 임시 파일 생성(접두어 사용)	File.createTempFile(String,String)	File.createTempFile(String prefix,String suffix,FileAttribute<?>...attrs)	4장
지정된 디렉토리에 임시 파일 생성	File.createTempFile(String,String,File)	File.createTempFile(Path dir,String prefix,String suffix,FileAttribute<?>...attrs)	4장
파티션의 크기를 반환	File.getTotalSpace()	FileStore.getTotalSpace()	2장
파티션의 여유 공간 반환	File.getFreeSpace()	FileStore.getUnallocatedSpace(0	2장
파티션의 가상머신이 이용할 수는 바이트 수 반환(free보다 usable 사용)	File.getUsableSpace()	FileStore.getUsableSpace()	2장
파일시스템 루트 나열	File.listRoots()	FileSystem.getRootDirectories()	4장
임의 접근 파일	java.io.RandomAccessFile	java.nio.channels.SeekableByteChannel	7장
가상 머신 종료시 경로명에 파일 삭제 하기	File.deleteOnExit()	DELETE_ON_CLOSE 옵션으로 대체	4장
두 경로를 조합하기	new File(parent,”new_file”)	parent.resolve(“new_file”)	1장

10.2 ZIP 파일시스템 제공자로 작업하기

ZFSP (ZIP 파일 시스템)

ZIP 파일 시스템의 설정 가능 속성

• create : true | false를 지정 하지만 (문자열임) 값이 true 이면 ZFSP는 파일이 없을 때 새 ZIP 파일을 생성한다.
• encoding : 인코딩 스킴을 가르키는 문자열 값 (UTF-8,US-ASCII,ISO-8859-1) 기본값은 UTF-8

10.3 사용자 지정 파일시스템 제공자 개발 시에 고려할 사항

관련 클래스 java.nio.file.spi.FileSystemProvider, 사용자 지정 파일 시스템 제공자는 java.nio.file.FileSystem 인스턴스를 위해 이 클래스를 팩토리로 구현한다. URI 스킴으로 식별하고자 한다면 URI 스킴을 갖고 있어야 함.

10.3.1 사용자 지정 파일시스템 제공자 클래스 생성하기

생성 단계

1. java.nio.file.spi.FileSystemProvider 클래스를 상속
2. 제공자를 위한 URI 스킴을 정의 한다.(getScheme() 메소드가 이 URI 스킴을 반환해야 한다.)
3. 제공자의 생성된 파일시스템을 관리하는 내부 캐시를 생성한다.
4. 파일시스템 생성과 기존 파일시스템의 참조를 가져오는 newFileSystem()과 getFileSystem() 메소드를 구현한다.
5. newFileChannel() 또는 newAsyncronousFileChannel() 메소드를 구현한다.이들 메서드는 파일시스템에서 파일을 읽거나 쓸 수 있는 FileChannel 객체를 반환한다.

10.3.2 사용자 지정 파일시스템 클래스 생성하기

생성 단계

1. java.nio.file.FileSystem 클래스를 상속
2. 자신의 용도에 따라 파일 시스템의 메소드를 구현한다.(루트의 개수, 읽기/쓰기 접근,파일 저장소 등을 정의해야 한다>)

좀더 자세한 자료

10.4 유용한 메서드

경로 문자열 구분자 얻기

• File.separator
• FileSystems.getDefault().getSeparator()

자바7 NIO.2 - 내용정리 8장 (소켓 API)

chapter 8. 소켓 API

Java7의 NIO.2에서 추가된 Socket 관련 기능

• NetworkChannel 인터페이스 도입
• ServerSocketChannel , SocketChannel, DatagramChannel 도입
• SocketOption<T> 인터페이스와 StandardSocketOption을 사용하여 Socket 옵션 설정 및 가져오기
• MulticastChannel 인터페이스 도입

8.1 NetworkChannel 소개

주요 공통 메서드 : bind() , getLocalAddress() ,

주요 메소드

• bind() : 채널의 소켓을 로컬 주소에 바인딩한다. 정확하게 소켓과 로컬 주소 사이에 연관 관계를 설정 한다. null을 전달하면 로컬 주소를 자동으로 할당한다.NetworkChannel bind(SocketAddress local) throws IOException
• getLocalAddress() : 바인딩된 주소를 추출함. 바인딩 되지 않으면 null을 반환 한다.NetworkChannel getLocalAddress() throws IOException

8.1.1 소켓 옵션

소켓과 연관된 옵션은 SocketOption<T> 인터페이스로 표현됨.

StandardSocketOption 클래스에 표준 옵션

• IP_MULTICAST_IF : UDP 멀티캐스트 다이어그램에서 사용되는 NIC를 지정하기 위해서 사용한다. null 값을 지정하면 OS가 자동으로 선택.
• IP_MULTICAST_LOOP : 멀티캐스트 다이어그램의 루프백을 제어하는 하는 boolean 값(기본값 true)
• IP_MULTICAST_TTL : UDP 소켓에서 전송된 멀티캐스트 TTL(time-to-live)값 (범위 0 ~ 255, 기본값 1)
  1으로 설정되면 외부 네트워크로 전달되는 것을 방지 한다.
• IP_TOS : IP 패킷 안에 정의되는 ToS(Type of Service) 옥텟 값을 나타낸다. IPv4 전용, (기본값 0)
• SO_BROADCAST : 브로드캐스트 데이터그램의 전송 여부를 결정하는 boolean 값(기본값 false)
• SO_KEEPALIVE : 연결 유지 여부를 결정하는 boolean 값 (기본값 false)
• SO_LINGER : 타임아웃 값을 설정(기본값 음수, 즉 비활성화), 블로킹 모드에서 close() 사용해서 중단할 때 전송할 Data가 남아 있으면 주어진 linger interval 만큼 대기 한다.
• SO_RCVBUF : 소켓 수신 버퍼의 크기 (단위 byte) , 기본값을 OS가 지정함. 음수 불가
• SO_SNDBUF : 소켓 송신 버퍼의 크기 (단위 byte) , 기본값을 OS가 지정함. 음수 불가
• SO_REUSEADDR : 주소 재 사용 여부를 나타내는 정수 값. UDP 멀티캐스팅에서 유용, TCP의 경우 TIME_WAIT 상태일 때 주소를 바인딩할 수 있다. 기본값은 OS 마다 틀림.
• TCP_NODELAY : Nagle 알고리즘의 사용 여부를 정하는 정수(기본값을 false)

관련메소드-옵션 가져오기/변경하기

<T> T getOption(SocketOption<T> name) throws IOException

<T> NetworkChannel setOption(SocketOption<T> name,T value) throws IOException

특정 채널에서 지원하는 옵션을 가져오는 메소드

Set<SocketOptions<?>> supportedOptions()

8.2 TCP 서버/클라이언트 애플리케이션 작성하기

8.2.1 블로킹과 논블로킹 메커니즘의 비교

블로킹 혹은 논블로킹 선택 해야 함.

-> 개발자 입장에서 이 두가지 개념을 반드시 이해(복잡도) , 일반적은 논블로킹 성능과 확장성이 블로킹 보다 좋다.

** 그러나 복잡도는 증가한다.

8.2.2 블로킹 TCP 서버 작성하기

블로킹 메커니즘 설정하기 : ServerSocketChannel.configureBlocking(true)

서버 채널 옵션 설정 (아래 두가지를 지원한다.)

serverSocketChannel.setOption(StandardSocketOptions.SO_RCVBUF, 4 * 1024);

serverSocketChannel.setOption(StandardSocketOptions.SO_REUSEADDR, true);

- IP 주소를 와이들카드(*) 주소를 사용할때 NIC가 여러 개 인 경우 발생할수 충돌을 피해야 하므로 일반적으로 지정된 NIC 주소를 사용하는 것이 좋다.

- 바인딩되지 않은 서버 소켓 채널에 대해 accept() 메소드를 호출하면 NotYetBoundException예외가 발생한다.

- SocketChannel.getRemoteAddress() 이용해서 원격지 주소를 알수 있음(Java7, NIO.2에 추가됨)

I/O를 위한 연결 종료하기

NIO.2의 새 메서드 SocketChannel.shutdownInput(),SocketChannel.shutdownOutput()을 호출해서 채널을 닫지 않아도 I/O를 위한 연결을 종료할 수 있다.

8.2.3 블로킹 TCP 클라이언트 작성하기

소켓 채널 옵션 설정하기

지원하는 옵션들

• SO_RCVBUF
• SO_LINGER
• IP_TOS
• SO_OOBINLINE
• SO_REUSEADDR
• TCP_NODELAY
• SO_KEEPALIVE
• SO_SNDBUF

8.2.4 블로킹 에코 애플리케이션 테스트 하기

8.2.5 논블로킹 TCP 클라이언트/서버 애플리케이션 작성하기

논블로킹 I/O - 채널을 사용하는 프로세스를 블로킹하지 않고 작업함.

java.nio.channels.Selector의 특징

• 엔티티일때 복잡해짐.(즉 java.nio.channels.Selector 클래스 사용할 때)
• Selector는 open() 메소드로 생성한다.
• Selector는 데이터 전송을 위해 하나 이상의 채널을 이용할 수 있고 각각의 기록된 소켓 채널을 모니터링 함.
• 다중 소켓의 IO 읽기/쓰기 작업을 하나의 쓰레드에서 처리할 수있다.(멀티프렉싱 개념 덕분)
• java.nio.channels.SelectableChannels를 위한 멀티플렉서
• ServerSocketChannel와 SocketChannel의 register()를 통해 등록할 수 있음.
• 셀렉터에 의해 채널에 할당된 리소스를 해제해서 등록을 해지 할 수 있음.

SelectionKey 클래스 : 채널이 Selector로 등록할 때 마다 생성되는 구분 클래스, 클라이언트와 요청 유형(연결,읽기,쓰기)을 식별하는 정보가 들어 있다.

동작 정보 유형

• SelectionKey.OP_ACCEPT(수락기능) : 클라이언트가 연결 요청(보통 서버측에서 생성)
• SelectionKey.OP_CONNECT(연결기능) : 서버가 연결을 수락(보통 클라이언트 측에서 생성)
• SelectionKey.OP_READ(읽기기능) : 읽기 동작
• SelectionKey.OP_WRITE(쓰기기능) : 쓰기 동작

Selector 관리하는 세가지 키 집합

• key-set : 등록된 키 집합
• selected-key : 선택된 키 집합. 하나 이상의 연산을 탐지할 준비가 된 각 키 집합.
• cancelled-key : 취소된 키 집합, 키를 취소했지만 아직 등록이 해지되지 않는 키 집합.

** 논블로킹 모드에서 I/O 연산은 요청한 것보다 적은 바이트(분활 읽기/쓰기)를 전송하거나 바이트를 전혀 전송하지 않을수 있다.

셀렉터 기반의 논블로킹의 흐름도

Selector 메소드

• open() : 새 셀렉터를 생성한다.
• select() : 블로킹 선택 작업을 수행해서 키의 집합을 선택한다.
• select(t) : select()와 동일 지저된 시간동안만 블로킹 한다.
• selectNow() : select()와 동일 논블로킹 선택 작업을 수행
• selectedKeys() : 셀렉터가 선택한 키 집합을 Set<SelectionKey>로 반환한다.
• keys() : 셀렉터의 키 집합을 반환한댜.
• wakeup() : 아직 반환되지 않는 첫 번째 선택 작업이 즉시 반환하게 한다.

SelectionKey 메소드

• isValid() : 키가 유효한지 확인 한다. 키가 취소되거나 키의 채널이 닫혔거나 키의 셀렉터가 닫혔다면 키는 유효하지 않다.
• isReadable(): 키의 채널을 읽을 수 있는지 검사
• isWritable() : 키의 채널을 쓸수 있는지 검사
• isAcceptable() : 키의 채널이 새 소켓 연결을 수락할 수 있는지 검사
• isConnectable() : 채널의 소켓 연결 작업을 종료하기 위해 키의 채널이 끝났거나 실패했는지 검사
• cancel() : 셀렉터의 등록 취소를 요청
• interestOps() : 키의 interest set를 가져 온다.
• interestOps(t) : 키의 interest set을 주어진 값으로 설정한다.
• readyOps() : 키의 준비된 작업 집합을 가져온다.

그외 메소드

register() : ServerSocketChannel 혹은 SocketChannel 있는 메소드, 주어진 셀렉터를 현재 채널에 등록하고 셀렉션 키를 반환하는 용도로 쓰임.

public final SelectionKey register(Selector s,int p,Object a) throws ClosedChannelException

8.3 UDP 서버/클라이언트 애플리케이션 작성하기

UDP의 두 가지 중요한 특징

• IP 패킷 하나에 담을 수 있는 양에 따라 패킷 크기가 제한 된다는 점.(최대 크기 65507 byte - 원래는 65535 여기서 IP 헤더 크기 20 byte 와 UDP 헤더 8 byte 뺀값)
• 데이터의 특정 순서로 전송하는 것을 보장하지 않는다, 전송된 데이터가 도착한다는 보장도 하지 않는다.
  각 패킷은 IP 주소와 포트를 캡슐화 한다.(TCP 전화, UDP 편지)

8.3.1 UDP 서버 작성하기

java.nio.channels.DatagramChannel - 주요 관련 클래스

java.net.StandardProtocolFamily ( 프로토콜 패밀리 매개변수 , DatagramChannel.open() 매개변수)

• StandardProtocolFamily.INET : IP 버전 4(IPv4)
• StandardProtocolFamily.INET6 : IP 버전 6(IPv6)

DatagramChannel이 지원하는 소켓 옵션들

• SO_REUSEADDR
• SO_BROADCAST
• IP_MULTICAST_LOOP
• SO_SNDBUF
• IP_MULTICAST_TTL
• IP_MULTICAST_IF
• SO_RCVBUF

DatagramChannel 주요 메소드

• open() : 소켓 생성
• isOpen() : 소켓 채널이 성공적으로 열렸는지
• supportedOptions() : 지원하는 소켓 옵션 알아내기
• bind() : 로컬 주소에 바인딩하고 소켓이 연결 요청에 대기하도록 함.
• send() : 메시지 전송
• receive() 메시지 받기
• getRemoteAddress() : 원격지 주소 얻기
• close() : 채널 닫기

8.3.2 비연결지향 UDP 클라이언트 작성하기

서버 작성와 비슷하다. send(),receive() 사용

8.3.4 연결지향 UDP 클라이언트 작성하기

read()와 write()를 사용함. 고정된 원격지 주소와 통신을 한다. 즉 만약 다른 쪽과 통신을 하고 싶다면 연결을 해지 않고 재 연결해야 한다.

• DatagramChannel.connect() : 명시적으로 호출해야 함. - 연결할 주소지 정보를 전달해야 함.
• DatagramChannel.isConnected() : 연결 상태를 확인 할 수 있다.

8.3.6 멀티캐스팅

테이터그램 수신자로 표현되는 그룹이라는 표기법을 사용함. 그룹은 클래스D IP 주소로 식별한다.

** 클래스D 영역(IPv4 기준 : 224.0.0.1 ~ 239.255.255.255 사이) 새 수신자(클라이언트)가 멀티캐스트 그룹에 가입하려면 그에 상응하는 IP 주소를 통해 그룹에 연결해야 하며, 들어오는 데이터그램을 리스닝해야 한다.

java.nio.channels.MulticastChannel

• NIO.2에서 추가됨
• IP 멀티 캐스팅을 지원하는 네트워크 채널을 매핑하는 새로운 인터페이스를 제공
• NetworkChannel의 서브인터페이스 이고 DatagramChannel 클래스에서만 구현되어 있음.
• 주요 메소드
• join() : MemberShipKey를 리턴값으로 받고 아래 두 가지 형태 메소드가 있다.
• join(InetAddress g, NetworkInterface i) : 정보를 받기 위해서 멀티캐스트 그룹에 가입하는 것
• joni(InetAddress g, NetworkInterface i, InetAddress s) : 그룹에 가입한다. s - 메시지를 받을 수 있는 출발지 주소를 알려준다.  
• close() : membership을 버리고 채널을 닫는데 사용된다.
• ** 멀티캐스트 채널은 여러 그룹 가입 가능, 여러 인터페이스에 동일한 그룹 가입 가능

java.nio.channels.MemberShipKey

• IP 멀티캐스 그룹의 회원 구분자(토근)
• 자주 하는 동작
• 차단/차단 해제 : block()/unblock() , 특정 주소 메시지 차단/해지
• 그룹 가져오기 : group() ,리턴 유형은 InetAddress
• 채널 가져오기 : channel(), 리턴 유형은 MulticastChannel
• 출발지 주소 가져오기 : 출발지 주소가 정해져 있다면 , sourceAddress(), 리턴 유형은 InetAddress
• 네트워크 인터페이스 가져오기 : networkInterface() , 리턴 유형은 NetworkInterface
• 유효성 검사 : isValid()
• 버리기 : drop()

NetworkInterface 소개

NIC에 할당된 IP 주소의 목록과 이름으로 구성된 정보를 표현 (즉 네트워크 카드 정보를 알아낼 수 있다)