JAVA NIO(一) - HelloWorld开发者社区

1 NIO概述

1.1NIO(new IO)是一个可以替代java IO API的API，NIO提供了与标准IO不同的工作方式，标准IO是基于字节流和字符流进行操作的，而NIO是基于channel和Buffer进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写到通道中,方式如例图示，JAVA NIO的几个核心组成部分是channels，Buffers，Selectors。

JAVA NIO(一)

1.2NIO中的channel有好几种类型包括：FileChannel，DatagramChannel，SocketChannel，ServerSocketChannel这些channel涵盖了UDP，TCP，以及文件IO；Buffer包括ByteBuffer，CharBuffer，DoubleBuffer，FloatBuffer，IntBuffer，LongBuffer，ShortBuffer，这些buffer，覆盖了所有的基本数据类型，还有一种映射MappedByteBuffer，在此我们不做细说；Selector，selector允许单线程处理多个Channel，如下图样例，要使用Selector，得先向Selector注册channel，然后调用selector()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，事件的例子有如新连接进来，数据接收等。

JAVA NIO(一)

　　1.3和传统IO相比， NIO是非阻塞 IO，NIO中非阻塞I/O采用了基于Reactor模式的工作方式，I/O调用不会被阻塞，相反是注册感兴趣的特定I/O事件，如可读数据到达，新的套接字连接等等，在发生特定事件时，系统再通知我们。NIO中实现非阻塞I/O的核心对象就是Selector，Selector就是注册各种I/O事件地方，而且当那些事件发生时，就是这个对象告诉我们所发生的事件，如下图所示：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 JAVA NIO(一)

如图所示，当有读或写等任何注册的事件发生时，可以从Selector中获得相应的SelectionKey，同时从 SelectionKey中可以找到发生的事件和该事件所发生的具体的SelectableChannel，以获得客户端发送过来的数据。非阻塞指的是IO事件本身不阻塞,但是获取IO事件的select()方法是需要阻塞等待的.区别是阻塞的IO会阻塞在IO操作上, NIO阻塞在事件获取上,没有事件就没有IO, 从高层次看IO就不阻塞了.也就是说只有IO已经发生那么我们才评估IO是否阻塞,但是select()阻塞的时候IO还没有发生,何谈IO的阻塞呢?NIO的本质是延迟IO操作到真正发生IO的时候,而不是以前的只要IO流打开了就一直等待IO操作。

2NIO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。

JAVA NIO(一)

java NIO的服务端只需启动一个专门的线程来处理所有的 IO 事件java NIO采用了双向通道（channel）进行数据传输，而不是单向的流（stream），在通道上可以注册我们感兴趣的事件。一共有以下四种事件：

事件名

对应值

服务端接收客户端连接事件

SelectionKey.OP_ACCEPT(16)

客户端连接服务端事件

SelectionKey.OP_CONNECT(8)

读事件

SelectionKey.OP_READ(1)

写事件

SelectionKey.OP_WRITE(4)

服务端和客户端各自维护一个管理通道的对象，我们称之为selector，该对象能检测一个或多个通道 (channel) 上的事件。我们以服务端为例，如果服务端的selector上注册了读事件，某时刻客户端给服务端发送了一些数据，阻塞I/O这时会调用read()方法阻塞地读取数据，而NIO的服务端会在selector中添加一个读事件。服务端的处理线程会轮询地访问selector，如果访问selector时发现有感兴趣的事件到达，则处理这些事件，如果没有感兴趣的事件到达，则处理线程会一直阻塞直到感兴趣的事件到达为止。