java NIO

NIO(non-blocking)非阻塞的IO，为传统的IO提供缓存支持。

一、概述
1、Channal
Channel如同流，数据可以从channel读到buffer中，也可以从buffer读到channel中。
Channel中有：FileCannel、DatagramChannel、SocketChannel、ServerSocketChannel
2、Buffer
Buffer中有：ByteBuffer、CharBuffer、DoubleBuffer、FloatBuffer、IntBuffer、ShortBuffer、LongBuffer，这8种对应java的8种基本类型。还有一个内存映射的MappedByteBuffer，是ByteBuffer的子类。
3、Selector
Selector允许单线程处理多个Channel。如果你的应用打开了多个连接（通道），但每个连 接流量很少，使用Selector就会很方便。
二、Channel
1、Channel(通道)和流：
1)数据既可以从通道中读出，也可以把数据读入到通道中，但是流是单向的
2)通道可以异步读取
3)通道的数据总是读到一个Buffer中，或者从一个Buffer读到通道中

2、Channel的实现
Channel中有：FileCannel、DatagramChannel、SocketChannel、ServerSocketChannel
FileChannel：从文件中读取数据。
DatagramChannel：能通过UDP读取网络中的数据。
SocketChannel：能通过TCP读取网络中的数据。
ServerSocketChannel：可以监听新来的TCP连接，如同WEB服务器一样。为每个新来的TCP连接创建SocketChannel。
三、Buffer
1、Buffer的基本用法
1)写入数据到Buffer，buffer会记录多少数据
2)调用flip()方法，将Buffer的写模式换成读模式，在读模式下，可以读到之前写入到buffer里面的数据。
3)从Buffer里读取数据
4)调用clear()或者compact()方法，清空buffer，clear方法是清空所有的缓存，compact是清空已读的缓存，未读的数据依然存在，新写入的数据放到未读数据的后面。
2、Buffer的三个属性capacity、position、limit
1)capacity，作为一个内存块，Buffer有固定的大小，只能往里面写capacity个byte、int等类型，若Buffer满了，需要将其清空，才可以继续写数据。
2)position，写数据的时候：position表示当前位置，初始值为0，最大值为capacity-1
读数据的时候：从某个位置读数据，当Buffer从写模式变为读模式的时候，position 会置为0，当从position处读数据的时候，position向前移动到下一个可读的位置。
3)limit，写模式：limit表示最多写多少个，limit等于capacity
读模式：limit表示最多读多少个，当buffer到读模式的时候，limit会设置成写模式的 position。
3、Buffer的常用方法
buffer的分配：allocate(capacity)
写入数据到Buffer:Channel写入(inChannel.read(buf))和buffer的put方法(bf.put(long))
flip()方法：将写模式换成读模式，将position置为0，将limit值置为position
读数据从Buffer：读数据到Channel(inChannel..write(buf))和buffer的get方法(buf.get())
rewind()方法：rewind()方法将position置为0，limit不变，重新读取数据
clear()和compact()方法：清空数据，clear()方法清空所有的，将positon置为0，limit置为capacity，compact()方法清空已读的数据，position置为未读的数据的后一位，limit置为capacity
mark()和reset()方法：mark()方法，标记一个特定的position，之后通过reset()的方法恢复到这个position。
四、Scatter/Gather
scatter和gather用于描述从Channel读取数据或者写入到Channel中去的操作。
分散（scatter）从Channel中读取是指在读操作的时候讲Channel中的数据分散然后读入到多个buffer中。
聚集（gather）写入Channel是指在写操作的时候，从多个buffer聚集到一起，然后写入到一个Channel。
ByteBuffer first = ByteBuffer.allocate(1024);
ByteBuffer second = ByteBuffer.allocate(1024);
ByteBuffer [] buffArr = {first,second};
SocketChannel channel =(SocketChannel)selectionKey.channel();
channel.read(buffArr);//分散
channel.write(buffArr);//聚集
五、通道间数据传输
1、transferFrom()
将数据从源通道传输到目的通道中。
toChannel.transferFrom(position, count, fromChannel);
2、transferTo()
将数据从FileChannel传输到其他的通道中
fromChannel.transferTo(position, count, toChannel);
六、Selector
1、Selector（选择器）是java NIO中能够检测一到多个NIO通道，并能够知晓通道是否为诸如读写事件做好准备的组件。Selector仅用单个线程来处理多个Channel的好处是只需要更少的线程来处理通道。
2、Selector的使用
Selector select = Selector.open()//创建Selector
channel.configureBlocking(false)//设置非阻塞
SelectionKey key = channel.register(selector,SelectionKey.OP_READ)
register可以监控4种类型的事件，Connect、Accept、Read、Write
3、SelectionKey
上面的register方法返回一个SelectionKey，SelectionKey包含interset集合、ready集合、Channel、Selector
七、ServerSocketChannel
ServerSocketChannel可以监听新进来的TCP连接的通道，想标准的IO中的ServerSocket一样。

八、IO和NIO的区别

IO

NIO

面向流

面向缓冲

阻塞IO

非阻塞IO

无

选择器（Selector）

面向流和面向缓冲：

Java NIO和IO之间第一个最大的区别是，IO是面向流的，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。此外，它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据，需要先将它缓存到一个缓冲区。 Java NIO的缓冲导向方法略有不同。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。但是，还需要检查是否该缓冲区中包含所有您需要处理的数据。而且，需确保当更多的数据读入缓冲区时，不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。

阻塞和非阻塞：

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）。