前言
Java NIO全称java non-blocking IO，是指jdk1.4及以上版本里提供的新api(New IO)，为所有的原始类型(boolean类型除外)提供缓存支持的数据容器，使用它可以提供非阻塞式的高伸缩性网络。
Java NIO提供了与标准IO不同的IO工作方式，Channel、Buffer和Selector构成了核心的API。其它组件，如Pipe和FileLock，只不过是与三个核心组件共同使用的工具类。
- 通道和缓冲区 (
Channel and Buffer)：
标准的IO基于字节流和字符流进行单向的数据读写操作。而NIO是基于通道(Channel)和缓冲区(Buffer)进行操作，数据总是从通道中读取到缓冲区中，或者从缓冲区中写入到通道中。
- 异步IO (
Asynchronous IO)：
Java NIO可以让你异步的使用IO，例如：当线程从通道读取数据到缓冲区时，线程还是可以进行其他事情；当数据被线程写入到缓冲区时，线程可以继续处理它。从缓冲区写入通道也类似。
- 选择器 (
Selector)：
Java NIO引入了选择器的概念，选择器用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，数据读取和数据写入）。因此，单个的线程可以监听多个数据通道。
下面就来详细介绍Java NIO的相关知识。
正文
1. Java NIO概述
Java NIO由以下几个核心部分组成：
- Channel
- Buffer
- Selector
1.1. Channel和Buffer
基本上，所有的IO 在NIO中都从一个Channel`开始：
通道Channel有点像流(Stream)，两者可以做个简单对比：
- 流是单向的，一个流对象要么是输出流、要么是输入流。
- 通道是全双工的，一个通道通常搭配缓存一起使用。数据可以从
Channel读到Buffer中，也可以从Buffer写到Channel中。
这里有个图示：
Channel和Buffer`有好几种类型。
JAVA NIO中的一些主要Channel的实现，主要涵盖了文件IO和UDP、TCP的网络IO：
- FileChannel：从文件中读写数据
- ServerSocketChannel：能通过
UDP读写网络中的数据 - SocketChannel：能通过
TCP读写网络中的数据 - DatagramChannel：可以监听新进来的
TCP连接，像Web服务器那样。对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel。
JAVA NIO中关键的Buffer实现，涵盖了除boolean的其余7种基本数据类型(byte、short、int、long、float、double 和 char)：
- ByteBuffer
- CharBuffer
- ShortBuffer
- IntBuffer
- LongBuffer
- FloatBuffer
- DoubleBuffer
1.2. Selector
Selector允许单线程处理多个Channel的连接事件和数据读写。如果你的应用打开了多个连接（通道），但每个连接的流量都很低，使用Selector就会很方便，例如：一个聊天服务器。
这是在一个单线程中使用一个Selector处理3个Channel的图示：
要使用Selector，得向Selector注册Channel，然后调用它的select()方法。这个方法会一直阻塞到某个注册的通道有事件就绪。一旦这个方法返回，线程就可以处理这些事件。
事件类型主要包括：新连接进来、数据接收、数据发送等。
2. Java NIO对比IO
上面提到了NIO主要的组件和特性，在实际的IO操作中，应该如何在标准IO和NIO进行选择，这里就需要具体对比两者的差异，并引入一些概念。
| IO | NIO | |
|---|---|---|
| 底层读写实现 | 面向流读写 | 面向缓冲区读写 |
| 是否有选择器 | 无 | 基于选择器的事件分离 |
| IO是否阻塞 | 阻塞式IO | 非阻塞式IO |
2.1. 底层读写实现
Java NIO和IO之间第一个最大的区别是，IO是面向流的，NIO是面向缓冲区的。
- 面向流
Java IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节，直至读取所有字节，它们没有被缓存在任何地方。此外，它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据，需要先将它缓存到一个缓冲区。
- 面向缓冲区
Java NIO的缓冲导向方法略有不同。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。但是，还需要检查是否该缓冲区中包含所有您需要处理的数据。而且，需确保当更多的数据读入缓冲区时，不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。
2.2. 是否有选择器
Java NIO的选择器允许一个单独的线程来监视多个输入通道。
IO的读写速度和CPU的处理速度相差了一个数量级，导致IO事件延长了CPU的空闲等待时间，导致性能上的瓶颈。为了尽量的缩短CPU的等待时间，在单个IO操作进行时CPU可以抽出身来去做别的事情(其他IO)，
NIO引入单线程处理多IO事件的概念，从而充分利用CPU分配的资源。
Java NIO允许已注册的多个通道使用一个选择器，然后使用一个单独的线程来选择通道。这种选择机制，使得一个单线程很容易地管理多个通道。
2.3. IO是否阻塞
所谓阻塞，就是线程在进行IO操作时，不能抽出身来去干其他事情，必须等待数据读写完成。
-
Java IO的各种流是阻塞的。- 当一个线程调用
read()或write()时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取，或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情。
- 当一个线程调用
-
Java NIO的非阻塞的。- 当监听某个通道的读操作事件时，线程向该通道发送请求读取数据，之后这个线程就可以去干别的事情。
- 当监听某个通道的写操作事件时，线程向请求向该通道写入数据，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。
线程通常将非阻塞
IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道(channel)。
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