说说Java NIO

Posted 2020-08-13

转自：http://www.molotang.com/articles/894.html

 

在Java发布JDK1.4之后，NIO也随之出现了。NIO的出现实际上是为了给Java开发提供更多更多更灵活的接口，当然也是为了提高性能。我们本篇对NIO做一个概述。

0. IO的同步异步和阻塞

Java NIO就是Java New IO。但NIO也通常会和BIO和AIO放在一起来提，有人把NIO理解为non-blocking IO，即非阻塞IO。这个理解其实也是有道理的，因为NIO使得非阻塞IO成为了可能。我们这里就对IO的同步异步和阻塞非阻塞简单整理下，这实际上是对IO分类的两个维度。

阻塞和非阻塞，这个很好理解。阻塞就是当线程发起IO请求后线程阻塞，直到IO操作完成后线程再恢复执行。非阻塞就是发起请求，如果没有结果也不需要等待，直接返回。

同步和异步有很多解释。

一种说法，同步异步是指有状态依赖，同步一般是指做完一件事情之后再做另一件事情，也就是说做第二件事情之前要等待第一件事情完成。而异步则可以不考虑这些直接去做别的事情。

也有一种说法是通信的方式，由谁来负责通知IO的实际完成事件。

http://www.zhihu.com/question/19732473

Java传统的字节流字符流IO大部分都是BIO，即阻塞IO。而在NIO中，Channel则可以使用非阻塞式的IO请求。在JavaSE 7中，又增加了一些AIO的特性。

1. Java API中的NIO

我们看下Java API中NIO的包。

Java NIO API

java.nio包中主要是包含了NIO的Buffer的概念定义。而java.nio.channels包中则主要是Channel概念相关类的定义，Selector的概念也定义在这个包中。这三者是Java NIO的主要角色，除此之外Java NIO也定义了其它子包。其中很多地方都用到了SPI，即Service Provider Interface的概念定义了子包。

除此之外，Java NIO中还包含了字符集Charset、正则表达式和文件处理相关的内容。

2. IO复用

按我的理解，JavaNIO最吸引人的还是IO复用的特性。

在NIO之前，通常一个Java的服务器接到很多客户端的连接请求，而为每一个请求都开辟了一个线程做请求处理。而随着异步请求和长连接的流行，很多时候，一个连接虽然一直处于保持状态，但数据请求很少，不需要很多资源对请求进行持续处理。而之前每一个连接一个线程的模式就会浪费服务器资源，因为线程是需要占用资源的。

更为合适的一种方式是，连接可以一直维持，但处理请求的线程拿来复用，即一个线程处理多个连接比较分散的请求。这就是我们要说的IO复用。

在NIO中，每一个数据连接都可以对应为一个Channel，而我么可以把针对某个Channel的特定感兴趣的事件注册到Selector上，处理请求的线程只要检测Selector的状态就好。当Selector收到特定的事件时，我们的执行线程可以通过这个Selector获取相关的Channel，进行相应的处理工作。此后继续检查Selector。这样一个线程就可以复用，来处理不同Channel上的数据请求。

参考：

http://docs.oracle.com/javase/1.4.2/docs/guide/nio/

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