NIO基础

JavaNIO详解：与BIO和AIO的区别及核心组件

最新推荐文章于 2025-12-01 18:35:17 发布

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JavaNIO是一种从Java1.4开始引入的IOAPI，作为传统BIO的替代，提供非阻塞的IO操作。NIO包括通道、缓冲区和选择器三大组件，支持多路复用，适用于高并发、低流量的场景。AIO则是NIO的升级版，提供异步非阻塞的IO操作。

1、简介

Java NIO（New IO）是从 Java 1.4 版本开始引入的一个新的 IO API，可以替代标准的 Java IO API。NIO 与原来的 IO 有同样的作用和目的，但是使用方式完全不同，NIO 支持面向缓冲区的、基于通道的 IO 操作。NIO 将以更加高效的方式进行文件的读写操作。
除了NIO还有与BIO和AIO，它们都是 Java 语言对操作系统的各种 IO 模型的封装。
那么它们有何区别呢？

BIO
- 传统的IO通信模型，它是基于流模型实现的，交互的方式是同步、阻塞方式，也就是说在读入输入流或者输出流时，在读写动作完成之前，线程会一直阻塞在那里，它们之间的调用时可靠的线性顺序。它的有点就是代码比较简单、直观；缺点就是 IO 的效率和扩展性很低，容易成为应用性能瓶颈。
NIO
- 可以构建多路复用的、同步非阻塞 IO 程序，同时提供了更接近操作系统底层高性能的数据操作方式。在Netty等网络框架中广泛应用
AIO
- Java 1.7 之后引入的包，是 NIO 的升级版本，提供了异步非堵塞的 IO 操作方式，所以人们叫它 AIO（Asynchronous IO），异步 IO 是基于事件和回调机制实现的，也就是应用操作之后会直接返回，不会堵塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。

2、NIO的三大组件

NIO的核心就在于它的通道(Channel)和缓冲区(Buffer)。通道表示打开到 IO 设备(例如：文件、套接字)的连接。若需要使用 NIO 系统，需要获取用于连接 IO 设备的通道以及用于容纳数据的缓冲区。然后操作缓冲区，对数据进行处理

2.1常见的Channel有以下四种，其中FileChannel主要用于文件传输，其余三种用于网络通信

FileChannel
DatagramChannel
SocketChannel
ServerSocketChannel

2.2Buffer有以下几种，其中使用较多的是ByteBuffer

ByteBuffer
- MappedByteBuffer
- DirectByteBuffer
- HeapByteBuffer
ShortBuffer
IntBuffer
LongBuffer
FloatBuffer
DoubleBuffer
CharBuffer

2.3Selectors(选择器)

selector 的作用就是配合一个线程来管理多个 channel（fileChannel因为是阻塞式的，所以无法使用selector），获取这些 channel 上发生的事件，这些 channel 工作在非阻塞模式下，当一个channel中没有执行任务时，可以去执行其他channel中的任务。适合连接数多，但流量较少的场景

若事件未就绪，调用 selector 的 select() 方法会阻塞线程，直到 channel 发生了就绪事件。这些事件就绪后，select 方法就会返回这些事件交给 thread 来处理