一、NIO简介
1、Java中的IO介绍
- BIO：BlockingIO，同步式阻塞式IO，即传统的IO，是Java中最早期的流
- NIO：Non-BlockingIO，又称New IO，同步式非阻塞式IO，是JDK1.4提供的流
- AIO：AsynchronousIO，异步式非阻塞式IO，可以认为是NIO的二代版本，是JDK1.8提供的流
2、概述
- NIO是JDK1.4出现的一个新的用于进行数据传输的流
- 全称是Non-Blocking IO，是一种同步式非阻塞式的IO，也是一种能供进行多路复用的IO
- NIO中有3大组件：Buffer、Channel、Selector
- NIO在使用的时候可以基于事件驱动方式来实现
3、BIO的缺点
- 一对一的连接方式：即每一个连接请求需要对应一个线程，在请求量大的情况下，会导致服务器端的压力非常大从而致使整个服务器的处理效率变低
- 阻塞：当线程在进行read或者write的时候，除非读完或者写完，否则在这个过程中不能发生任何操作
- 单向传输：数据只能从一端传向另一端，如果需要反向传输需要令创建流对象
4、NIO的特点
- 一对多的连接方式：利用一个或者少量线程处理大量的连接请求，降低服务器端的压力
- 非阻塞：在线程不能进行read或者write方法的时候，立即返回0，等待下一次操作
- 双向传输：利用通道可以实现数据的双向
5、NIO的缺点
- 在请求量比较大的情况下会出现部分请求的响应时间比较长的现象
- 不适用于长任务场景，不然会导致其他的请求无法处理
6、BIO和NIO的比较
BIO NIO 同步阻塞 同步非阻塞 单向传输数据
可以双向传输数据
一对一的连接方式
一对多的连接方式
面向流操作
面向缓冲区操作
适合于请求少、长连接场景
适合于大量请求、短连接的场景
二、Buffer缓冲区
1、Buffer简介
特点
- Buffer又称之为缓冲区，是用于存储数据的容器
- 本质上是一个数组，在内存中占用了一块连续的空间
- Java中针对不同的基本类型提供了不同的缓冲区（但需注意的是没有boolean类型对应的缓冲区）
- 其中最基本的字节缓冲区ByteBuffer
2、ByteBuffer字节缓冲区
概述
- 字节缓冲区，继承了Buffer类
- 底层是依靠字节数组来存储数据
- 本身是一个抽象类，需要利用其子类创建对象或者是利用其提供的allocate或者是wrap方法来创建ByteBuffer对象
- 重要位置：capacity >= limit >= position >= mark
重要位置
- capacity：容量位。用于标记该缓冲区的容量，在缓冲区创建好之后就不再改变
- limit：限制位。用于限制操作位position所能达到的最大位置。在缓冲区刚创建的时候指向容量位
- position：操作位。用于指向要操作的位置，实际意义类似于数组中的下标。在缓冲区刚创建的时候指向0
- mark：标记位。用于进行标记。在缓冲区刚创建的时候指向-1，默认不启用
三、Channel通道
1、Channel简介
- Channel，称之为通道，在NIO中用于完成数据的传输
- 在操作的时候是面向缓冲区进行的
- 可以实现数据的双向传输
- Channel默认是阻塞的，可以手动设置为非阻塞
2、FileChannel介绍
- FileChannel，是面向文件的通道
- 可以利用FileChannel完成对文件的读写操作
- 利用FileChannel读取文件的时候，是先将文件中的内容映射到虚拟内存中，然后再读取到程序的缓冲区中
- FileChannel不能直接创建，可以利用FileInputStream、FileOutputStream、RandomAccessFile对象中的个体Channel()方法获取
- 如果是通过FileInputStream获取FileChannel，那么只能进行读取操作
- 如果是通过FileOutputStream获取FileChannel，那么只能进行写入操作
- 如果是通过RandomAccessFile获取FileChannel，那么可以进行读写操作
3、UDP概述
- 用于进行UDP收发的通道
- 是无连接的网络协议，只能进行发送和接受的操作
- 基本类是DatagramChannel，是一个抽象类
4、TCP概述
- 用于进行TCP通信的通道
- 需要进行连接的网络协议
- 提供了连接、接收、读取、写入操作
- 客户端通道是SocketChannel，服务器端通道是ServerSocketChannel
5、通道总结
Channel通道在NIO中用于完成数据的传输，其中FileChannel是文件通道，UDP与TCP是网络传输层的通道。
四、Selector多路复用选择器
一、概述
- Selector 称为多路复用选择器
- 对通道进行选择，需要基于事件进行驱动
- 针对了四类事件：connect、accept、read、write，四类事件定义在SelectionKey中
- 可以实现利用一个或者少量线程处理大量请求
- 适用于大量的段任务场景，不适用于长任务场景
- Selector针对的必须是非阻塞的通道（Channel）
总结不易，期待您的关注，我们一起进步，冲冲冲！！！