Java NIO学习与记录（一）：初识NIO

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工作中有些地方间接用到了Ntty，Netty是一个NIO框架，对于NIO却不是那么熟悉，这个系列的文章是我在学习NIO时的一个记录，也期待自己可以更好的掌握NIO。

一、NIO是什么？

一组由操作系统提供的底层API，java支持对它们的封装，我们需要做的是利用java来使用它们。非阻塞式IO与传统的阻塞式IO（BIO）不同，NIO可以通过通道（Channels）来监听各通道的动作，一个线程就可以完成对多个通道的动作监听，这些动作包括连接就绪、写就绪、读就绪等，举个例子，建立连接这个动作在BIO中会发生阻塞，直到连接建立完成，而在NIO中，建连只是单线程里Selector监听的一个动作，也就是说在建立连接之前（即建连就绪之前），这个线程是可以继续处理其他动作的（比如读、写等等）。没有BIO在交互时阻塞业务线程的现象，仅通过一个线程来处理n多IO通道（Channels），大大提升了程序的处理能力。

二、NIO核心组成部分

2.1：Channels & Buffer

这两个放在一起讲，Channel是指各种IO通道（包括File、Socket等），也可以理解为双向IO流，即：Channel既可以将自己的内容读到Buffer中，也可以从Buffer中读取数据写入到自己里面。其次，Channel并不一定是双向的，一个Channel如果实现定义read()方法的 ReadableByteChannel 接口,而另一个 Channel 类也许实现 WritableByteChannel 接口以提供write()方法。实现这两种接口其中之一的类都是单向的，只能在单个方向上传输数据。如果一个类同时实现这两个接口,那么它是双向的,可以双向传输数据（读&写）。

结合上面描述，Buffer是一个容器，负责存储从Channel里读到的数据或者存储准备写入Channel的数据，属于一个缓冲区。

常见的Channel：

  • FileChannel：文件通道

  • DatagramChannel：一个能收发UDP包的通道。因为UDP是无连接的网络协议，所以不能像其它通道那样读取和写入。它发送和接收的是数据包

  • SocketChannel：一个连接到TCP网络套接字的通道

  • ServerSocketChannel：一个可以监听新进来的TCP连接的通道

常见的Buffer：

ByteBuffer、CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、LongBuffer、ShortBuffer

可以发现，涵盖了基本传输的数据类型。

2.2：Selector

可以理解为“Channel事件选择处理器”，第一部分有提到说NIO属于非阻塞式IO，关键点在于Selector可以运行于一个单线程里，然后通过一个死循环（阻塞方法）来监听注册到选择器内的Channel的事件（注意这里，一个Channel的事件想要被选择器监听到，则要求该Channel必须注册到选择器里），这些事件上面也提到过包含：连接就绪、写就绪、读就绪等。这些动作全部由Channel自己完成，什么时候完成了通知选择器去进行相应的逻辑处理即可，而不必阻塞在IO交互上（也是与传统BIO不同的点），选择器工作如下图：

图1

本篇简单介绍了下NIO，接下来将会介绍具体如何去使用