Java NIO（１）概述

NIO概述

NIO（Non-blocking I/O，在Java领域，也称为New I/O），是一种同步非阻塞的I/O模型，也是I/O多路复用的基础，已经被越来越多地应用到大型应用服务器，成为解决高并发与大量连接、I/O处理问题的有效方式。

首先我们来看看同步和异步，阻塞与非阻塞的区别
1.同步与异步
同步和异步关注的是消息通信机制 (synchronous communication/ asynchronous communication)
所谓同步，就是在发出一个调用时，在没有得到结果之前，该调用就不返回。但是一旦调用返回，就得到返回值了。换句话说，就是由调用者主动等待这个调用的结果。
而异步则是相反，调用在发出之后，这个调用就直接返回了，所以没有返回结果。换句话说，当一个异步过程调用发出后，调用者不会立刻得到结果。而是在调用发出后，被调用者通过状态、通知来通知调用者，或通过回调函数处理这个调用。

2.阻塞与非阻塞
阻塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果（消息，返回值）时的状态.
阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起。调用线程只有在得到结果之后才会返回。
非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前，该调用不会阻塞当前线程。

通俗的例子
同步阻塞：你打电话告诉老板你要买某书，老板拿起电话听你说完就去查书，没有说话，你什么也不知道，在得到任何结果之前，你一直拿着电话干等，你此时什么也干不了。30分钟后老板直接把书送到你家，这时你才挂断电话。每次电话你都要得得到结果（书到家）后你才挂断电话，这是同步。你一直拿着电话等结果，这是阻塞。

同步非阻塞：你打电话告诉老板你要买某书，老板拿起电话后说“我不知道有没有货，现在去查”便挂了电话，又过了10分种你第二次打电话说你要买某书，老板拿起电话说完“还没有查到，你再等会儿”便挂断电话。挂断电话5分钟后老板查到有书，但并没有主动打电话告诉你。你再次等待10分钟后第三次电话老板问结果，老板说“书有了，我给你送到家”，你断挂电话。每次电话你都要得得到结果（去查->还没有查到->有货）后你才挂断电话，这是同步。你每隔10分钟打电话询问结果，这是非阻塞。

异步阻塞：你打电话过去问老板有没有某书，老板说“我不知道有没有货，现在去查，先挂了电话，有结果告诉你，你等我电话”就挂掉电话。等电话期间你什么也不干，老板主动给你发短信通知你结果书有了，5分钟后希望老板现在把书送来，你再次打电话让老板送书，老板马上送书上门。老板主动给你发短信，这是异步。等待老板的短信期间你什么也没干，这是阻塞。

异步非阻塞：你打电话过去后问老板有没有某书，老板说“好的，有货我直接给你送上门”就挂掉电话。然后你想干嘛干嘛，等老板把书送到后你看书。等待老板主动给你送书上门，这是异步。挂了电话后你就想干嘛干嘛，这是非阻塞。

　Java IO ： 同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，当然可以通过线程池机制改善。
　Java NIO ： 同步非阻塞，服务器实现模式为一个请求一个线程，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。

IO与NIO的区别
IO是面向流的，而NIO是面向块的。面向块的方式中，一次性可以获取或者写入一整块数据，而不需要一个字节一个字节的从流中读取。面向块的方式处理数据的速度会比流方式更快。

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NIO核心组件

Java NIO 由以下几个核心部分组成：

　Channels
　Buffers
　Selectors
　
虽然Java NIO 中除此之外还有很多类和组件，但在我看来，Channel，Buffer 和 Selector 构成了核心的API。其它组件，如Pipe和FileLock，只不过是与三个核心组件共同使用的工具类。

通道 Channel与缓冲器Buffer
Buffer缓冲器是一个保存数据的地方，包括刚刚写入的数据，以及被读取的数据，主要用来追踪系统的读写进程。
Channel与流模式比较类似，但是，永远无法将数据直接写入到Channel或者从Channel中读取数据。需要通过Buffer与Channel交互。基本上，所有的 IO 在NIO 中都从一个Channel 开始。 数据可以从Channel读到Buffer中，也可以从Buffer 写到Channel中。
　　　　　　　　　　　　

选择器Selector
Selector 就是您注册对各种 I/O 事件的兴趣的地方，而且当那些事件发生时，就是这个对象告诉您所发生的事件。
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），但每个连接的流量都很低，使用Selector就会很方便。例如，在一个聊天服务器中。

　　　　　　　　　　

总结
选择器selector 将 通道channel感兴趣的IO事件注册监听，当其返回时，channel即可对这些IO事件进行处理，一般将这些读写操作都会放到单独的线程中执行，提高吞吐率。