最通俗易懂的NIO讲解

一、NIO是什么?

NIO的全称是New I/O,与之相对应的是Java中传统的I/O,这里都指的是Java的API包。

传统的IO包提供的是同步阻塞IO,即当用户线程发出IO请求后,内核会去查看数据是否已经就绪,若未就绪,则用户线程会处于阻塞状态(让出CPU),当数据就绪后,内核会将数据复制到用户线程,并把结果返回给用户线程,同时接触用户线程的阻塞,同步体现在用户线程需要等待数据就绪后才能向后执行(后面的执行依赖于前面的结果)。服务器实现模式为一个连接一个线程,即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理,如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销,线程数量也会受到。

而NIO包提供的IO是同步非阻塞IO,非阻塞体现在用户线程发起IO请求后,会直接得到返回结果,即便在数据未就绪的情况下,也能马上得到失败信息。而同步体现在用户线程需要主动去轮询直到发现数据就绪,再主动将数据从内核拷贝到用户线程。服务器实现模式为多个连接一个线程(IO多路复用),即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上,多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理

传统IO模型

NIO

客户端个数IO线程

1:1

M11IO线程处理多个客户端连接)

IO类型(阻塞)

阻塞IO

<think>好的,用户之前问了关于强引用和GC Root的关系,现在他们又想知道虚引用的原理,而且要用通俗的话解释。首先,我需要确认用户对Java的引用类型是否有基本了解,可能他们正在学习垃圾回收机制或者内存管理相关的内容。 用户可能已经知道强引用、软引用和弱引用的概念,现在想了解虚引用。他们可能在实际开发中遇到了内存管理的问题,或者在学习过程中想要全面理解各种引用的区别和应用场景。虚引用相对不太常用,但理解它的原理对于深入掌握Java内存管理还是有帮助的。 接下来,我需要用简单易懂的语言解释虚引用。虚引用的主要特点是不能通过它访问对象,而且对象被回收时会有通知。这需要结合虚引用的实际用途,比如管理堆外内存,或者监控对象被回收的时机。 用户可能想知道虚引用和软、弱引用的区别,以及为什么需要虚引用。需要强调虚引用的特殊性,比如必须配合ReferenceQueue使用,以及它的主要用途不是为了获取对象,而是为了接收回收通知。 还要注意用户可能存在的误区,比如认为虚引用可以用来复活对象,或者和其他引用一样可以获取对象实例。需要澄清这些点,确保解释准确。 后,总结虚引用的应用场景,帮助用户理解其实际用途,比如在NIO的DirectByteBuffer中的应用,或者资源清理等。这样用户能更好地将理论知识和实际应用结合起来。</think>好的!我用一个通俗的比喻来解释虚引用(Phantom Reference)的原理,再结合具体例子说明。 --- ### **比喻:快递包裹的“幽灵通知”** 想象你在网上买了一个快递包裹(对象),快递员(垃圾回收器)会把包裹送到你家(内存)。 - **强引用**:包裹在你手里,快递员绝对不回收。 - **软引用**:包裹放在家门口,如果快递员需要腾地方(内存不足),才会收走。 - **弱引用**:包裹放在路边,快递员看到就直接收走(下次垃圾回收时)。 - **虚引用**:**包裹已经被快递员收走了,但你收到一条短信通知:“包裹已销毁”**。 - 你根本碰不到这个包裹(无法通过虚引用拿到对象),但你知道它被回收了。 - 这条短信的作用是告诉你:“包裹没了,该去清理和它相关的东西了”(比如外部的资源)。 --- ### **虚引用的核心特点** 1. **无法触及对象**: 虚引用是所有引用类型中弱的,通过 `phantomRef.get()` 永远返回 `null`,你根本拿不到对象实例。 **就像快递员已经销毁包裹,你手里没有任何东西**。 2. **回收通知机制**: 当对象被垃圾回收时,JVM 会把虚引用对象(不是被回收的对象!)放进一个队列(`ReferenceQueue`)。 **就像收到短信通知后,你可以检查队列,知道某个对象被回收了**。 3. **必须配合队列使用**: 虚引用必须和 `ReferenceQueue` 一起用,否则毫无意义。 **就像快递员不给你发短信,你永远不知道包裹是否被销毁**。 --- ### **代码示例** ```java Object obj = new Object(); ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>(); PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(obj, queue); obj = null; // 取消强引用 // 触发垃圾回收 System.gc(); // 检查队列:如果虚引用进入队列,说明对象被回收了 Reference<?> ref = queue.remove(1000); // 等待1秒 if (ref != null) { System.out.println("对象被回收了!"); // 这里可以做一些清理工作,比如释放外部资源 } ``` --- ### **虚引用的实际用途** 1. **精准监控对象回收时机**: 比如对象关联了堆外内存(如 NIO 的 `DirectByteBuffer`),当对象被回收时,需要通过虚引用通知释放堆外内存。 2. **避免内存泄漏**: 某些资源(如文件句柄、数据库连接)需要确保对象回收时,外部资源也能被释放。虚引用是后一道保险。 --- ### **虚引用 vs 弱引用** - **弱引用**:对象在下次垃圾回收时被回收,但还能通过 `weakRef.get()` 拿到对象。 - **虚引用**:对象被回收后才会收到通知,且无法拿到对象。 **关键区别**:虚引用的“通知”发生在对象彻底销毁之后,适合做终清理。 --- ### **总结** - **虚引用像“幽灵”**:你看不见它(拿不到对象),但它会告诉你某个东西死了(对象被回收)。 - **核心作用**:不是用来操作对象,而是用来在对象死后“收尸”(清理关联资源)。 - **记住口诀**: **“虚引用,拿不到;对象死,队列告;收残局,用它好!”**
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