NIO笔记（1）

最新推荐文章于 2025-11-26 22:36:19 发布
原创 最新推荐文章于 2025-11-26 22:36:19 发布 · 378 阅读 · 0 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#java

NIO（同步非阻塞）基本架构

在这里插入图片描述

Selector、Channel、Buffer

  • 每一个Channel对应一个Buffer，Channel是双向的
  • 程序切换到Channel是由事件决定的，Event是一个重要的概念
  • Selector对应一个线程，一个线程对应多个Channel
  • Selector根据不同的事件，在各个通道上进行切换
  • Buffer就是一个内存块，是双向的，底层是有一个数组
  • 数据的读写是通过Buffer

理解非阻塞的概念（关注的是程序在等待调用结果(消息，返回值)时的状态）

从上图理解非阻塞：

  • 一个线程通过Selector去轮询Channel里面的任务，如果某一个Channel里面有读写事件，就去处理这个任务，但是如果所有的Channel都没有需要处理的任务，则这个线程可以去做其他的事情。

  • 一个线程请求写入一些数据到某通道，但是不需要等待它完全写入，这个线程可以去做其他的事情

比较异步和同步

  • 同步和异步关注的是消息通信机制
  • 所谓同步就是调用者进行调用后，在没有得到结果之前，该调用一直不会返回，但是一旦调用返回，就得到了返回值，同步就是指调用者主动等待调用结果；
  • 而异步则相反，执行调用之后直接返回，所以可能没有返回值，等到有返回值时，由被调用者通过状态，通知来通知调用者．异步就是指被调用者来通知调用者调用结果就绪
  • 所以，二者在消息通信机制上有所不同，一个是调用者检查调用结果是否就绪，一个是被调用者通知调用者结果就绪

NIO和BIO的一些区别

  • BIO是以流的方式来处理数据的，而NIO是以块（Buffer）的方式来处理数据块的，因为NIO的效率比BIO高
  • BIO是阻塞的，NIO是非阻塞的
  • BIO是基于字节流和字符流进行操作的，而NIO是基于Channel（通道）和Buffer（缓冲区）进行操作的，数据总是从通道读取数据到缓冲区，或者从缓冲区写入到通道中。每个线程可以监听多个客户端的连接，而BIO需要建立和客户端数量一样多的线程。

Unix的I/O类型

  • 阻塞I/O(bloking IO)

  • 非阻塞I/O(nonblocking IO)

  • 多路复用I/O(IO multiplexing)

  • 信号驱动I/O(signal driven IO)在这里插入图片描述

  • 异步I/O(asynchronous IO)

前４种都是同步，只有最后一种是异步I/O.需要注意的是Java NIO依赖于Unix系统的多路复用I/O,对于I/O操作来说，它是同步I/O

  • 阻塞I/O(bloking IO)
    阻塞I/O

  • 非阻塞I/O(nonblocking IO)
    在这里插入图片描述

  • 多路复用I/O(IO multiplexing)
    在这里插入图片描述

  • 信号驱动I/O(signal driven IO)

在这里插入图片描述

  • 信号驱动I/O(signal driven IO)
    在这里插入图片描述

多路复用I/O

与多进程和多线程技术相比，I/O多路复用技术的最大优势是系统开销小，系统不必创建进程/线程，也不必维护这些进程/线程，从而大大减小了系统的开销。

I/O多路复用是指使用一个线程调用select和poll函数来检查多个文件描述符(Socket)的就绪状态，比如调用select和poll函数，传入多个文件描述符，如果有一个文件描述符就绪，则返回，否则阻塞直到超时

目前支持I/O多路复用的系统调用有 select，pselect，poll，epoll

select、poll、epoll简介

  • select

函数监视的文件描述符分3类，分别是writefds、readfds、和exceptfds。调用后select函数会阻塞，直到有描述符就绪（有数据 可读、可写、或者有except），或者超时（timeout指定等待时间，如果立即返回设为null即可），函数返回。当select函数返回后，可以通过遍历fdset，来找到就绪的描述符。

  • poll

poll本质上和select没有区别，它将用户传入的数组拷贝到内核空间，然后查询每个fd对应的设备状态，如果设备就绪则在设备等待队列中加入一项并继续遍历，如果遍历完所有fd后没有发现就绪设备，则挂起当前进程，直到设备就绪或者主动超时，被唤醒后它又要再次遍历fd。这个过程经历了多次无谓的遍历。

  • epoll

epoll是在2.6内核中提出的，是之前的select和poll的增强版本。相对于select和poll来说，epoll更加灵活，没有描述符限制。epoll使用一个文件描述符管理多个描述符，将用户关系的文件描述符的事件存放到内核的一个事件表中，这样在用户空间和内核空间的copy只需一次。

小结

JAVA中的NIO对应linux中的IO多路复用，Reactor是一个使用了同步非阻塞的I/O多路复用机制的模式

参考文档：

JavaIO(五)-NIO选择器和多路复用详解
MiracleWW的博客
03-23 639
之前的一篇文章中，我们的代码其实已经实现了简单的多路复用，由一个线程来管理多个连接和通道数据，但是我们同时也看到了自己实现的程序的缺陷，无用轮询过多，导致响应和数据接收过慢。所以才有了选择器Selector。这一篇可能更偏理论。 什么是选择器？先分析字面意思，首先它是一个容器，作用是选择。这么理解没毛病吧，那么既然是容器，那么就相当于是一个集合，我们需要将东西放进去，然后根据条件拿出我们想要的，这样才叫做选择。而操作系统提供的选择器提供了选择执行已经就绪的任务的能力，这使得多元 I/O 成为可能。所以牛的
JAVA NIO学习笔记.docx
09-02
Java NIO（New Input/Output）是Java标准库在JDK 1.4引入的一组新的I/O API，它提供了一种不同于传统IO的高效、非阻塞的I/O操作方式。NIO的核心概念包括Channel、Buffer和Selector，它们共同构建了一个与操作系统...
nio,epoll,多路复用 —— 网络直播课笔记
code to create
05-26 308
nio，epoll，多路复用 IO BIO NIO 网络 socket IO BIO NIO 多路复用器 ——> 学习 nginx redis netty tomcat linux strace -ff捕捉到java一个线程还是多线程 -o捕捉内容写入临时文件 追踪捕捉进程线程调用的系统内核调用 strace -ff -o out /usr/java/j2sdk1.4.2/bin/java TestSocket jps 能看到服务和PID socket四元组，本...
三.NIO三大核心原理
liangzai888的博客
03-05 215
NIO 三大核心原理 每个channel 都会对应一个Buffer Selector 对应一个线程， 一个线程对应多个channel(连接) 该图反应了有三个channel 注册到 该selector //程序 程序切换到哪个channel 是有事件决定的, Event就是一个重要的概念 Selector 会根据不同的事件，在各个通道上切换 Buffer 就是一个内存块 ， 底层是有一个数组 数据的读取写入是通过Buffer, 这个和BIO , BIO 中要么是输入流，或者是输出流, 不能双向，但是NI
Java NIO 模型笔记
笑衬人心的博客
07-06 1144
本文介绍了Java NIO（New I/O）的核心概念与工作机制。主要内容包括：NIO与BIO的对比，NIO三大核心组件（Channel、Buffer、Selector）的详解，以及NIO的工作流程图和示例代码。NIO采用非阻塞和选择器机制，适合高并发服务器开发，但编程复杂度较高。文章还提及基于NIO的Netty框架，建议实际开发中使用Netty等高层封装框架。全文系统性地阐述了NIO的特性、优缺点及适用场景，为构建高性能网络应用提供了技术参考。
NIO笔记03-文件编程
weixin_46425661的博客
09-03 1905
本文主要讲解文件编程相关api
JAVA NIO学习笔记
Guo_Chuang的博客
05-18 250
JAVA NIO 视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV1gz4y1C7RK?from=search&seid=15021234423448500976 ​ Java NIO（New IO）也有人称之为 java non-blocking 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，但是使用的方式完全不同，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
nio笔记
caoyanzhi的博客
08-03 183
nio
NIO笔记1_NIO简介与缓冲区Buffer
zhuzhufxz的博客
04-22 186
Java NIO 简介Java NIO（New IO）是从Java 1.4版本开始引入的一个新的IOAPI，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，但是使用的方式完全不同，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。 Java NIO 与IO 的主要区别 通道和缓冲区Java NIO系统的核心在于：通道(Channel...
NIO笔记
砷碲 - Shendi
02-05 6818
Java的NIO和IO的第一个最大的区别就是 IO 面向流 阻塞IO IO的各种流都是阻塞的,也就是当一个线程调用read或write时, 该线程被阻塞,直到有数据被读取 NIO 面向缓冲区 非阻塞IO NIO(new IO)是java 1.4版本开始引入的一个新的io api 在Java 7中 NIO有了进一步的改进,也就是N...
Java NIO学习笔记
最新发布
qq_64359561的博客
11-26 317
这个客户端会启动 5 个线程，每个线程都会连接服务器、发送消息、然后断开。Java NIO 在Linux上实现完全基于。系统调用，基于事件驱动。
NIO笔记.doc
01-17
1. **I/O与NIO对比**： - **传统I/O（IO）**：基于流的I/O模型，数据以单个字节的形式逐个传输，适用于处理字符流和字节流，如文件读写、网络通信等。Java的`java.io`包提供了这种支持。面向流的I/O易于理解和使用...
NIO学习笔记
04-03
《NIO学习笔记》 在Java编程领域，NIO（Non-blocking Input/Output，非阻塞I/O）是一种重要的I/O模型，与传统的BIO（Blocking I/O）相对应。NIO提供了一种新的方式来处理I/O操作，特别是在处理大量并发连接时，它的...
SpringBoot结合Netty实现WebSocket推送功能
BORRISEE6的博客
04-01 3170
文章目录Http协议WebSocket代码演示总结： Http协议 无状态，使得HTTP服务轻量级- HTTP消息冗长：HTTP消息包含消息头，消息体，换行符等。且大多采用文本传输。所以HTTP消息会有很多冗余消息并且消息占用字节数大，消耗过多的带宽 半双工通信：同一时刻，数据只能往同一方向传输。比如向服务器发送消息时，服务器此时不可以向客户端发送消息。（不过目前HTTP2已经支持了全双工通信） 1、WebSocket可以由tomcat和netty进行实现，这里选择用netty进行实现 WebSocke
系统的TPS不达标，此时如何优化
BORRISEE6的博客
05-10 2022
对系统进行压测，比如每秒压个几百请求到几千请求，甚至上万请求，此时发现死活压不上去，压来压去，你的系统最多每秒就处理几百个请求，根本到不了几千个请求，此时就发现系统的TPS不达标。 这个时候，如果发现TPS不达标，通常是说明你系统肯定是每个请求处理时间太长了，所以就导致你单位时间内，在有限的线程数量下，能处理的TPS就少了，这个时候往往要先优化性能，再提TPS。 假设你一共有200个线程，结果你每个请求要耗费500ms，每个线程每秒就只能处理2个请求，200个线程每秒只能处理400个请求，比期望的单机处理5
原子操作
BORRISEE6的博客
11-15 912
原子操作（atomic operation）意为“不可被中断的一个或一系列操作”。 处理器中的原子操作 使用基于对缓存加锁或总线加锁的方式来实现多处理器之间的原子操作。 首先处理器会自动保证基本的内存操作的原子性。处理器保证从系统内存中读取或者写入一个字节是原子的，意思是当一个处理器读取一个字节时，其他处理器不能访问这个字节的内存地址。 使用总线锁保证原子性 如果多个处理器同时对共享变量进行读改写...
postman 中 form-data、x-www-form-urlencoded 的区别
BORRISEE6的博客
04-13 405
form-data 就是 http 请求中的 multipart/form-data, 它会将表单的数据处理为一条消息，以标签为单元，用分隔符分开。既可以上传键值对，也可以上传文件。当上传的字段是文件时，会有 Content-Type 来说明文件类型；content-disposition，用来说明字段的一些信息； 由于有 boundary 隔离，所以 multipart/form-data 既可以上传文件，也可以上传键值对，它采用了键值对的方式，所以可以上传多个文件。 x-www-form-url..
聊聊你对AQS的了解
BORRISEE6的博客
11-11 347
AQS是一个并发包的基础组件，用来实现各种锁，各种同步组件的。 包含了state变量、加锁线程、等待队列等并发中的核心组件。 AQS全称是队列同步器AbstractQueuedSynchronizer，是用来构建锁或者其他同步组件的基础框架。 它使用了一个int成员变量表示同步状态，默认情况下是0 /** The synchronization state. */ private volatil...
尚硅谷 java nio笔记
05-16
### 关于尚硅谷 Java NIO 学习笔记或 PDF 的查找 目前，尚未提供具体的尚硅谷 Java NIO 学习笔记或 PDF 文件的相关链接。然而，可以通过以下方式获取相关资源： 1. **官方渠道** 尚硅谷作为一家知名的 IT 教育机构，通常会在其官方网站或其他授权平台上发布课程资料。建议访问尚硅谷官网，搜索与 Java NIO 相关的课程，并下载配套的学习资料[^1]。 2. **第三方平台** 许多教育分享网站可能提供了尚硅谷的 Java NIO 学习笔记或视频教程。可以在诸如 优快云、GitHub 或者百度网盘等平台上尝试搜索关键词“尚硅谷 Java NIO”，找到对应的 PDF 或其他格式的文档[^2]。 3. **核心知识点总结** 如果暂时无法获得完整的 PDF 资料，以下是基于 Java NIO 的基础知识整理，供参考： #### 什么是 NIO？ Java NIO 是 New IO 的缩写，它是从 JDK 1.4 版本开始引入的一套新的 I/O API。相比传统 I/O，Java NIO 提供了更高效的非阻塞模式以及缓冲区机制。它主要包括以下几个部分： - Buffer（缓冲区） - Channel（通道） - Selector（选择器） #### 核心组件详解 - **Buffer**: 数据容器，用于存储不同类型的字节数据。常用的方法包括 `flip()`、`clear()` 和 `rewind()`. 使用时需注意缓冲区的状态管理[^5]。 ```java ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); buffer.put((byte) 'A'); buffer.flip(); while (buffer.hasRemaining()) { System.out.print((char) buffer.get()); } ``` - **Channel**: 类似于流的概念，但支持双向读写操作。常见实现包括 `FileChannel` 和 `SocketChannel`. ```java try (RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("example.txt", "rw"); FileChannel channel = file.getChannel()) { ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024); int bytesRead = channel.read(buf); // 从通道读取数据到缓冲区 buf.flip(); // 切换为读模式 while (buf.hasRemaining()) { System.out.print((char) buf.get()); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } ``` - **Selector**: 多路复用的关键工具，允许单线程处理多个 Channel。适用于高并发场景中的网络通信[^4]. #### 如何验证学习效果？ 通过编写简单的代码测试对 NIO 的理解程度。例如，利用 `FileChannel` 实现文件拷贝功能： ```java import java.io.*; import java.nio.channels.FileChannel; public class FileCopyExample { public static void main(String[] args) throws IOException { FileInputStream fis = new FileInputStream("source.txt"); FileOutputStream fos = new FileOutputStream("destination.txt"); FileChannel sourceChannel = fis.getChannel(); FileChannel destChannel = fos.getChannel(); long bytesTransferred = sourceChannel.transferTo(0, sourceChannel.size(), destChannel); sourceChannel.close(); destChannel.close(); fis.close(); fos.close(); System.out.println(bytesTransferred + " bytes copied."); } } ``` ---
评论 3
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
表情包 代码片
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值