Java 网络编程-NIO原理概述

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Java NIO原理与简单实现

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NIO 简介

NIO有两种解释：一种叫非阻塞IO（Non-blocking I/O），另一种叫新的IO（New I/O），其实是同一个概念。它是一种同步非阻塞的I/O模型，也是I/O多路复用的基础，已经被越来越多地应用到大型应用服务器，成为解决高并发与大量连接、I/O处理问题的有效方式。

NIO是一种基于通道和缓冲区的I/O方式，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存（区别于JVM的运行时数据区），然后通过一个存储在Java堆里面的DirectByteBuffer对象作为这块内存的直接引用进行操作。这样能在一些场景显著提高性能，因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。

NIO组件

NIO主要有三大核心部分：Channel（通道），Buffer（缓冲区）, Selector（选择器）。传统IO是基于字节流和字符流进行操作（基于流Stream），而NIO基于Channel和Buffer进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，数据到达）。因此，单个线程就可以监听多个数据通道。

1. Buffer（缓冲区）是一个用于存储特定基本类型数据的容器。除了boolean外，其余每种基本类型都有一个对应的Buffer类。Buffer类的子类有ByteBuffer, CharBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer, IntBuffer, LongBuffer, ShortBuffer 

2. Channel（通道）表示到实体，如硬件设备、文件、网络套接字或可以执行一个或多个不同 I/O 操作（如读取或写入）的程序组件的开放的连接。Channel接口的常用实现类有FileChannel（对应文件IO）、DatagramChannel（对应UDP）、SocketChannel和ServerSocketChannel（对应TCP的客户端和服务器端）。