认识NIO

1 NIO的优势

NIO，也就是所谓的non-blocking I/O，翻译成中文就是非阻塞I/O。在电商、大数据、游戏、金融等高负载、高并发的领域，传统的阻塞式I/O（BIO）越来越不能满足人们的日常使用需求，最显著的特点就是处理性能差，这已经不是业务逻辑层面可以解决的问题。每次客户端请求发过来之后，服务器都要创建线程去处理；并且如果没有东西可读/写的时候，程序就进入等待状态，直到有东西可读/写为止，这就是“阻塞”。

在这种背景下，非阻塞NIO的应运而生和逐步成熟很好地解决了这一问题。服务器端保存一个Socket连接列表，然后对这个列表进行轮询，如果发现某个Socket端口上有数据可读时（读就绪），则调用该socket连接的相应读操作；如果发现某个 Socket端口上有数据可写时（写就绪），则调用该socket连接的相应写操作；如果某个端口的Socket连接已经中断，则调用相应的析构方法关闭该端口。

2 NIO核心组件

NIO有很多组件，最核心的是以下三个：缓冲区Buffer、通道Channel、多路复用器Selector，下面我们逐一介绍：

2.1 缓冲区Buffer

缓冲区的本质是数组，最常用的是字节数组ByteBuffer，当然，除了boolean之外的每一种数据类型都有对应的数组，例如整型数组IntBuffer等等。NIO中，所有数据都读写到缓冲区中。

2.2 通道Channel

相比于只能单向传输的stream（InputStream/OutputStream二选一)，Channel可以同时进行网络数据的读写。Channel主要分为两大类：用于操作文件的FileChannel和用于网络读写的SelectableChannel（其子类包括ServerSocketChannel和SocketChannel）。

2.3 多路复用器Selector

Selector的主要作用是不断轮询注册在其上的Channel（没有最大连接句柄的限制，一个线程就可以轮询数以万计的客户端），如果某个Channel发生读或者写，表明它处于就绪状态，这样轮询下去就可以通过SelectionKey获取就绪Channel的集合，并进一步进行I/O操作。

2.4 NIO原理图

这里不做NIO的服务端、客户端的具体源码分析，在后面的博客中Netty的服务端和客户端构建的时候，会做详细的源码解析。

3 NIO与AIO

AIO，就是我们常说的异步IO，是在NIO2.0中提出来的。由于相比于同步阻塞的传统方式，NIO是异步的，因此很多人习惯于称NIO为异步非阻塞I/O。下面列出了BIO、AIO和NIO的一些区别，看看就好，这一点不必过分纠结

不同点 BIO NIO AIO 是否阻塞 阻塞 非阻塞 非阻塞 I/O线程个数 每个线程处理一个客户端 每个线程处理多个客户端 被动回调，不需要额外启动I/O线程 是否同步 同步 同步（多路复用） 异步 调试难度 低 高 高 可靠性和吞吐量 低 高 高

4 为什么选择Netty

直接使用JDK原生的API开发NIO程序，编程者的任务量、编程难度都很大。Netty则为我们提供了相对成熟得多的解决方案，综合性能好，相比于原生API大大减轻了开发者的工作难度，而且拥有活跃的社区。目前Hadoop等都在使用Netty作为底层通信框架。

当然，并不是所有Java网络编程都需要用到Netty，在并发量要求不高的时候，选择BIO可以降低调试难度。

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