图说NIO(同步非阻塞IO)-基础和概述

概述：

JDK1.4引入的一种IO模式，是一种非阻塞的，面向缓冲区，基于通道的一种IO，以Channel( 通道) ，Buffer( 缓冲区), Selector( 选择器) 为核心

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和传统IO(BIO)的对比：

先上图

       观察上图，我们可以看出，传统的IO呢，他完全是基于流的方式在处理数据，就好比一根管子，比如我们拿吸管喝可乐，你要么就是吸，要么就是往你可乐杯子里面吐，不能做其他的，是一种单向的操作，你现在在吐，但是你想吸的话，你必须等你吐完了才能吸，你一时间只能做一件事。
       而观察第二幅图，就比第一幅图丰富多了,对比第一幅图BIO，你可以观察到服务端面向多个客户端是用了3条线程，第二幅图咋一看也是，实际上不是的，NIO面对3个客户端只创建了一条线程，为什么这样呢？其中不得不说他的一些概念，它不像传统IO直接和流进行交互，它是和selector(选择器)交互，然后selector通过监听channel(管道)，channel基于buffer(缓冲区)配合来进行读写数据(BIO是单向的，要么写要么读，NIO是双向的)，这里多少说得有点粗糙，下面进行一一说明。

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Buffer(缓冲区)：

上图说明：
       蓝色边白色的空心代表Channel(管道)，中间的一块区域是Buffer(缓冲区)，这个图我觉得我表达出了Channel是一个端到端交互的一个连接，本质上还是一个流，但是这个流不是和传统的流一样，单个管道的，而是通过流入Buffer里面，进行缓存，两端再根据需要是读取还是写入，反正都会先经过管道再经过缓存，形成了一个管道，两种功效(读写可同时进行)

Buffer类似于数组，有多种类型:

• ByteBuffer
• CharBuffer
• ShortBuffer
• IntBuffer
• LongBuffer
• FloatBuffer
• DoubleBuffer

buffer的属性和api

• public static ByteBuffer allocate(int capacity)
  给buffer分配一个容量为 capacity 的空间
• public final int position();
  数组的当前位置，刚初始化buffer的时候，这个值为0，代表着下一次要操作元素的位置是0，也就是第一位，如果加入4个字节，那么在这个数组没有归位之前，我们数组前4为就被占住了，那么当前position也就是我们下次能操作的位置也就是4（0，1，2，3被占住）
• public final int limit()；
  可以理解为存有数据的界限吧，缓冲区数组中不可操作的下一个元素的位置

Buffer clear() 清空缓冲区并返回对缓冲区的引用
Buffer flip() 为 将缓冲区的界限设置为当前位置，并将当前位置充值为 0
int capacity() 返回 Buffer 的 capacity 大小
boolean hasRemaining() 判断缓冲区中是否还有元素
int limit() 返回 Buffer 的界限(limit) 的位置
Buffer limit(int n) 将设置缓冲区界限为 n, 并返回一个具有新 limit 的缓冲区对象
Buffer mark() 对缓冲区设置标记
int position() 返回缓冲区的当前位置 position
Buffer position(int n) 将设置缓冲区的当前位置为 n , 并返回修改后的 Buffer 对象
int remaining() 返回 position 和 limit 之间的元素个数
Buffer reset() 将位置 position 转到以前设置的 mark 所在的位置
Buffer rewind() 将位置设为为 0， 取消设置的 mark

可以写点demo，往里面加数据，观察buffer的变化，直接输出buffer可以看到里面对应的一些属性，它重写了toString()的，这里不多赘述，不知咋讲，又浪费时间。

【补充】
我们上面用的ByteBuffer.allocate(num)；是 非直接缓存 ，还有一种ByteBuffer.allocateDirect(num) 是属于 直接缓存 ，适用于并发场景下和大数据存储下。

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Channel：

可以理解为：可以异步读写和buffer交流的双向流
分类：

• FileChannel：用于读取、写入、映射和操作文件的通道。
• DatagramChannel：通过 UDP 读写网络中的数据通道。
• SocketChannel：通过 TCP 读写网络中的数据。
• ServerSocketChannel：可以监听新进来的 TCP 连接，对每一个新进来的连接都会创建一个 SocketChannel。 【ServerSocketChannel 类似 ServerSocket , SocketChannel 类似 Socket】
  其实有很多例子的，就是demo，我觉得说起来太费劲了，我就不说了，主要是这个帖子写来就是我复习用的，不太适合别人阅读吧！

Selector

• Java 的 NIO，用非阻塞的 IO 方式。可以用一个线程，处理多个的客户端连接，就会使用到 Selector(选择器)
• Selector 能够检测多个注册的通道上是否有事件发生(注意:多个 Channel 以事件的方式可以注册到同一个
  Selector)，如果有事件发生，便获取事件然后针对每个事件进行相应的处理。这样就可以只用一个单线程去管
  理多个通道，也就是管理多个连接和请求。