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 9장 (비동기 채널 API)

chapter 9. 비동기 채널 API

기본 인터페이스는 java.nio.channels.AsynchronousChannel 임.

주요 하위 클래스

1. AsynchronousFileChannel
2. AsynchronousServerSocketChannel
3. AsynchronousSocketChannel
4. AsynchronousDatagramChannel (최종 버젼에서 제거됨 - 베타 까지 존재함.)

비동기 채널 그룹 - AsynchronousChannelGroup 클래스

9.1 동기 I/O와 비동기 I/O의 비교

목적

동기 I/O - 간단하게 요청을 하나 보내고 응답을 하나 받고 싶을 때 , 연결당 스레드 하나, 성능, 확장성이 제한됨

비동기 I/O - 성능과 확장성 좋음. 매우 많이 시간이 걸리는 I/O는 비동기로 최적화 할 수 있다.

** 즉 매우 긴 시간 걸리는 동작은 비동기 , 짧은 시간 걸리는 동작은 동기로 하면 좋음.

9.2 비동기 I/O의 큰 그림

자바에서 비동기I/O은 비동기 채널을 말함.

모든 비동기 I/O은 시작하고 완료되었을 때 통지를 받는다. -> 중요한 규칙

비동기 I/O의 형식

1. 미처리 결과(Pending result)
2. 완료 결과(Complete result)

9.2.1 미처리 결과와 Future 클래스

java.util.concurrent.Future<V> 객체는 비동기I/O 작업의 미처리 결과를 나타냄. Future의 메소드를 통해서 작업 결과(완료,대기중)을 알수 있다.

Future 메소드

• isDone() : 작업 완료 여부
• isCancelled() : 작업 취소 여부
• cancel() : 명시적으로 작업 취소 하기 (성공하면 true를 반환)
• get() , get(long,TimeUnit) : 결과가 준비될 때까지 혹은 주어진 시간 만큼 대기
  타입 아웃되면 TimeoutException이 발생한다.

비동기 I/O 작업을 취소 특징

• 대기중에 모든 쓰레드 CancellationException을 발생한다.
• 올바르게 취소된다는 보장은 할 수 없음. 최소한 I/O 작업이 시작하는 것은 막을 수있음.
• cancel(true)를 사용하면 채널을 닫아서 I/O 작업이 중단 될 수 있음.
• 이 채널의 외부 I/O는 AsychronousCloseException이 발생
• 취소된 읽기/쓰기 작업과 관련된 I/O 버퍼는 채널이 열려 있어도 더 이상 접근하지 못하게 됨.

9.2.2 완료 결과와 CompletionHandler 인터페이스

콜백 매커니즘 방법, 비동기 작업에 콜백을 등록해두고 작업이 완료되거나 실패하면 핸들러(CompletionHanndler) 호출한다.

완료 핸들러 형식은 CompletionHanndler<V,A> 이면 V - 반환값 , A - I/O 작업에 첨부된 객체의 타입. A를 통해서 어느 작업이 완료 되었는지 알 수 있다. ** 쓰레드가 유지되는 것을 피하기 위해서 빠른 시간에 완료해야 함.

CompletionHanndler의 주요 메소드

• completed() : 완료되었을 때 호출됨.
• failed() : 작업이 실패 했을 때 호출됨.

9.2.3 비동기 채널의 유형 (3가지)

1. AsynchronousFileChannel : 파일 읽기,쓰기, 조작을 위한 비동기 채널
2. AsynchronousServerSocketChannel : 서버(TCP) 소켓 위한 비동기 채널
3. AsynchronousSocketChannel : 클라이언트 소켓 위한 비동기 채널

AsynchronousFileChannel 채널 작업 시 발생하는 예외들

• AsynchronousCloseException - close() 메소드를 사용하여 닫을 때 발생함.
• ClosedChannelException - close() 메소드를 사용하여 닫은 후 다른 작업 하려고 하면 발생함.
• NonReadableChannelException - 읽기 준비가 되어 있지 않을 때 읽기 시도 할때
• NonWritableChannelExcepiton - 쓰기 준비가 되어 있지 않을 때 쓰기 시도 할때
• OverlappingFileLockException - 자바 가상머신에 의해서 잠금이 되어 있는데 잠금을 시도할 때

AsynchronousServerSocketChannel 채널 작업 시 발생하는 예외들

• AsynchronousCloseException - close() 메소드를 사용하여 소켓 채널을 닫을 때 발생함.

• ClosedChannelException - close() 메소드를 사용하여 닫은 후 다른 작업 하려고 하면 발생함.
• ShutdownChannelGroupException - 채널 그룹이 닫혀 있는데 열기를 시도 할때
• NotYetBoundException - 바인딩되지 않은 채널에 대해서 accept() 메소드를 호출할 때
• AcceptPendingException - 이전의 수락 처리가 완료되기 전에 어떤 쓰레드가 수락 처리를 시작하려 할때.

AsynchronousSocketChannel 채널 작업 시 발생하는 예외들 및 주의 사항

• AsynchronousCloseException - close() 메소드를 사용하여 소켓 채널을 닫을 때 발생함.

• ClosedChannelException - close() 메소드를 사용하여 닫은 후 다른 작업 하려고 하면 발생함.
• NotYetConnectedException - 연결되지 않은 채널에 대해 I/O 연산을 호출할 때
• ReadPendingException - 이전의 읽기 처리가 완료되기 전에 어떤 쓰레드가 읽기 처리를 시작하려 할 때
• WritePendingException - 이전의 쓰기 처리가 완료되기 전에 어떤 쓰레드가 쓰기 처리를 시작하려 할 때
• AlreadyConnectedException - 채널이 이미 연결돼 있는데 연결하려 할 때
• ConnectionPendingException - 이 채널에 대해 연결 작업이 이미 진행 중인데 채널에 연결하려 할 때
• AsynchoronousSocketChannel에서 read(),write() 메소드는 읽기,쓰기 처리를 시작할 때 타임 아웃을 지정할 수 있다. 작업이 완료되기 전에 타임아웃이 경과하면 InterruptedByTimeoutException 예외가 작업을 완료한다. 일관되지 않은 상태에서 타임 아웃은 채널을 무시 할 수도 있다. 구현에서 바이트를 채널에 기록하는 것이나 읽어오는 것을 보증하지 않는다면 구현체는 채널을 구현체 한정 에러 상태로 둘 수 있다. 이 상태에서 읽기나 쓰기 처리를 시작하려 하면 지정되지 않은 런타임 예외가 발생한다.

9.2.4 그룹

AsynchronousChannelGroup 클래스 - 비동기 채널 그룹 개념을 위한, 채널의 위한 모든 스레드가 공유하는 리소스와 스레드 풀을 캡슐화 함. 채널을 실제 적으로 그룹이 소유하고 있고 채널을 닫으면 그룹도 닫힌다.

기본 그룹

• 개발자가 생성하는 그룹 외에 JVM에서도 자동으로 생선된, 시스템 전체에 적용되는 기본 그룹
• 간단한 애플리케이션 유용
• 그룹을 지정하지 않거나 null을 전달하면 기본그룹에 속한다.
• 기본 그룹과 관련 시스템 속성(System.getProperty)

• 첫번째 속성 - “java.nio.channels.DefaultThreadPool.threadFactory”,이 속성은 팩토리 객체를 생성할 때 사용하는 풀 클래스 이름이 들어 있으면 이 이름 생성된 객체의 newThread() 메소드를 사용해서 각 쓰레드 생성할 때 사용한다.
• 두번째 속성 - “java.nio.channels.DefaultThreadPool.initialSize : 쓰레드 풀의 초기 크기(숫자형이어야 한다.)

사용자 지정 그룹

자신 용도에 맞는 그룹을 생성할 수 있다. AsychronousChannelGroup에서 제공하는 세 가지 메소드를 사용함.

• 고정 스레드 풀 - public static AsynchronousChannelGroup withFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) throws IOException
• 캐시 스레드 풀 - public static AsynchronousChannelGroup withCachedThreadPool(ExecutorService executor, int initialSize) throws IOException
• 내부적으로 히든 쓰레드 풀을 사용해서 작업 한다.
• OutOfMemory가 발생할 수 있다.(발생 조건은 모든 쓰레드가 잠기고 큐에 계속해서 쌓일 때) - 그러므로 모니터링을 해야 한다.
• 지명 스레드 풀 - public static AsynchronousChannelGroup withThreadPool(ExecutorService executor) throws IOException
• ExecutorService 사용하는 방식 , ExecutorServie 설정 할 때 주의 해야 함. 즉
• 주의 사항 하나. 실행할 작업의 언바운딩 큐잉이나 다이렉트 핸드오프를 지원해야 한다.-> 무슨 소리인겨 그냥 번역 한것.
• 주의 사항 둘. 작업(task)을 직접 호출하기 위해 쓰레드가 execute() 메소드를 호출하는 것을 허용해서는 안된다. -> 이해 가면 천재

그룹 종료 메소드 :

• shutdown() , shutdownNow() 메소드를 사용. 만약 채널을 생성하려 하면 ShutdownChannelGroupException 예외가 발생한다.
• shutdown() - 실행 중인 스레드를 강제로 중지하거나 인터럽트 하지 않는다.
• shutdownNow() - 그룹을 강제 종료 한다.
• awaitTermination() : 메소드에 타임아웃을 지정해서 호출하면 그룹이 종료될 때 까지 블록할 수있다.
• isTerminated() : 그룹이 종료됐는지 확인 가능
• isShutdown() : 종료됐는지 확인 가능

** ByteBuffer는 쓰레드 안정서이 없다. 작업중인 바이트 버퍼에 접근하지 않게 해야 한다. 이 문제해결 하기 위해서 ByteBuffer 풀을 사용한는 것이다. 메모리 관련 문제도 해결 가능함.

9.2.5 ExecutorService API 소개

관련 공식 문서 , 자바의 동시성과 멀티스레딩 개념에서 중요한 구성요소, 매우 방대하고 복잡한 API 임. 관련강좌 라스보겔

간단하게 설명하면 사용자 지정 스레트 풀을 만들 수 있는 편리한 방법을 제공함.

일반적으로 결과를 반환하지 않는 Runnable사용하지만 만약 결과를 받고 싶다면 java.util.concurrent.Callable를 사용할 수 있다.-> 결과는 Callable.call() 메서드의 내부에서 계산(재정의 할 수 있음). submit() 제출, 미처리 결과는 Future를 반환한다.

유용한 팁 - 만약 제품용으로 개선 하려면

• 바이프 버퍼 풀을 사용하고 읽기 작업을 조절하라 -
• 짧은 읽기 작업에만 블로킹을 사용하라
• FIFO 큐를 사용하고, 쓰기 작업에 블로킹을 허용하라