NIO简单介绍

     标准的IO基于字节流和字符流进行操作的，而NIO是基于通道(Channel)和缓冲区(Buffer)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入通道也类似。

 

NIO介绍：

NIO有三个核心模块：Selector(选择器)、Channel(通道)、Buffer(缓冲区)

 

1、Buffer(缓冲区)

      传统的IO操作面向数据流，意味着每次从流中读一个或多个字节，直至完成，数据没有被缓存在任何地方。NIO操作面向缓冲区，数据从Channel读取到Buffer缓冲区，随后在Buffer中处理数据。    

Buffer的使用：

利用Buffer读写数据，通常遵循四个步骤：

1.把数据写入buffer；

2.调用flip；

3.从Buffer中读取数据；

4.调用buffer.clear()

      当写入数据到buffer中时，buffer会记录已经写入的数据大小。当需要读数据时，通过flip()方法把buffer从写模式调整为读模式；在读模式下，可以读取所有已经写入的数据。

 

2、Channel(通道)（读写数据）

java NIO Channel通道和流非常相似，主要有以下几点区别：

1. 通道可以读也可以写，流一般来说是单向的（只能读或者写）。
2. 通道可以异步读写。
3. 通道总是基于缓冲区Buffer来读写。

正如上面提到的，我们可以从通道中读取数据，写入到buffer；也可以中buffer内读数据，写入到通道中。下面有个示意图：

Channel的实现类有：

1. FileChannel
2. DatagramChannel
3. SocketChannel
4. ServerSocketChannel

   FileChannel用于文件的数据读写。 DatagramChannel用于UDP的数据读写。 SocketChannel用于TCP的数据读写。 ServerSocketChannel允许我们监听TCP链接请求，每个请求会创建会一个SocketChannel。

Selector：

       Selector是Java NIO中的一个组件，用于检查一个或多个NIO Channel的状态是否处于可读、可写。如此可以实现单线程管理多个channels,也就是可以管理多个网络链接。

通过上面的了解我们知道Selector是一种IO multiplexing的情况。

下面这幅图描述了单线程处理三个channel的情况：

 

NIO大概流程：

1、多个Client同时注册到多路复用器selector上；

2、selector遍历所有注册的通道；

3、查看通道状态（包括Connect、Accept、Read、Write）；

4、根据状态执行相应状态的操作；

 

 NIO原理及通信模型：

Java NIO是在jdk1.4开始使用的，它既可以说成“新I/O”，也可以说成非阻塞式I/O。下面是java NIO的工作原理：

1. 由一个专门的线程来处理所有的 IO 事件，并负责分发。
2. 事件驱动机制：事件到的时候触发，而不是同步的去监视事件。
3. 线程通讯：线程之间通过 wait,notify 等方式通讯。保证每次上下文切换都是有意义的。减少无谓的线程切换。