Netty学习系列-- NIO介绍

Posted 2023-02-14 李晓娜

简介

    nio 是non-blocking的简称，在jdk1.4 里提供的新api 。Sun 官方标榜的特性如下： 为所有的原始类型提供(Buffer)缓存支持。字符集编码解码解决方案。 Channel ：一个新的原始I/O 抽象。支持锁和内存映射文件的文件访问接口。提供多路(non-bloking) 非阻塞式的高伸缩性网络I/O 。

三大核心

    NIO主要有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(缓冲区),Selector。传统IO基于字节流和字符流进行操作，而NIO基于Channel和Buffer(缓冲区)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(选择区)用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，数据到达）。因此，单个线程可以监听多个数据通道。

  Channel

    Channel和IO中的Stream(流)是差不多一个等级的。只不过Stream是单向的，譬如：InputStream,OutputStream.而Channel是双向的，既可以用来进行读操作，又可以用来进行写操作。Channel通常被翻译为“通道”。

    NIO常见Channel有：FileChannel，DatagramChannel，SocketChannel，ServerSocketChannel。

  Buffer

    NIO中的buffer的关键实现有：ByteBuffer,CharBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer, IntBuffer, LongBuffer, ShortBuffer，对应iO中的基本数据类型的byte,char, double, float, int, long, short。

  Selector

    Selector运行单线程处理多个Channel，但是多个Channel需要注册到对应的selector。

NIO和IO的区别

  IO面向流的，而NIO是面向缓冲区的

    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。这样无法对读取的内容进行处理，想要处理，需要先将它缓存到一个缓冲区。

    Java NIO数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，可以在缓冲区处理数据，使得处理过程更加灵活。需要注意检查数据是否是你需要的并且在读取更多的数据时，需要保证数据可以被正确处理，未读的不被覆盖等。

  IO阻塞，而NIO是非阻塞的

    Java IO的各种流是阻塞的。也就是，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了。只能是同一时间只能做一件事情。

    Java NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求读取数据，有则用，没有不获取，不会保持线程阻塞，所以直至数据变的可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。非阻塞写也是如此。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）。

  选择器selector

    Java NIO的选择器允许一个单独的线程来监视多个输入通道，你可以注册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：这些通道里已经有可以处理的输入，或者选择已准备写入的通道。这种选择机制，使得一个单独的线程很容易来管理多个通道。

    下一节我们通过例子来学习NIO编程。