10017---java NIO详解

原文

前言

我们在写java程序的时候，为了进行优化，把全部的精力用在了处理效率上，但是对IO的关注却很少。这也可能是由以前java早期时JVM在解释字节码时速度慢，运行速率大大低于本地编译代码，因此以前往往忽视了IO的优化。

但是现在JVM在运行时优化已前进了一大步，现在的java应用程序更多的是受IO的束缚，也就是将时间花在等待数据传输上。现在有了NIO，就可以减少IO的等待时间，从而提升IO的效率。

java NIO的思维导图:

JVM利弊

JVM 是把双刃剑。它提供了统一的操作环境,让 Java 程序员不用再为操作系统环境的区别而烦恼。与特定平台相关的细枝末节大都被隐藏了起来,因而代码写得又快又容易。但是隐藏操作系统的技术细节也意味着某些个性鲜明、功能强大的特性被挡在了门外。

怎么办呢?如果您是程序员,可以使用 Java 本地接口(JNI)编写本地代码,直接使用操作系统特性。这样的话，不同的操作系统的局限性就体现出来了。为了解决这一问题,java.nio 软件包提供了新的抽象。具体地说,就是 Channel 和 Selector类。它们提供了使用 I/O 服务的通用 API,JDK 1.4 以前的版本是无法使用这些服务的。天下还是没有免费的午餐:您无法使用每一种操作系统的每一种特性,但是这些新类还是提供了强大的新框架,涵盖了当今商业操作系统普遍提供的高效 I/O 特性。不仅如此,java.nio.channels.spi还提供了新的服务提供接口(SPI),允许接入新型通道和选择器,同时又不违反规范的一致性。

随着 NIO 的面世,Java 已经为严肃的商业、娱乐、科研和学术应用做好了准备。在这些领域,高性能 I/O 是必不可少的。

NIO原理

NIO与IO的区别

首先来讲一下传统的IO和NIO的区别，传统的IO又称BIO，即阻塞式IO，NIO就是非阻塞IO了。还有一种AIO就是异步IO，这里不加阐述了。

Java IO的各种流是阻塞的。这意味着，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。 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，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取。而不是保持线程阻塞，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。一个线程请求写入一些数据到某通道，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）。