JAVA NIO 简介 (netty源码死磕1.1)

【基础篇】netty 源码死磕1.1:

JAVA NIO简介

1. JAVA NIO简介

Java 中 New I/O类库是由 Java 1.4 引进的异步 IO。由于之前老的I/O类库是阻塞I/O，New I/O类库的目标就是要让Java支持非阻塞I/O，所以，更多的人喜欢称之为非阻塞I/O（Non-block I/O）。

NIO弥补了原来同步阻塞I/O的不足，它在标准Java代码中提供了高速的、面向块的I/O。

Java NIO 由以下几个核心部分组成:

Channel

Buffer

Selector

1.1. NIO 和 OIO 的对比

旧的IO（OIO）和 NIO 的区别主要体现在三个方面：

（1）OIO 基于流(Stream oriented)，而 NIO 基于 Buffer (Buffer oriented)；

（2）OIO 操作是阻塞的，而 NIO 操作是非阻塞的；

（3）OIO 没有 selector 概念，而 NIO 有 selector 概念.

旧的IO（OIO）是面向字节流或字符流的，在一般的OIO操作中，我们以流式的方式顺序地从一个 Stream 中读取一个或多个字节，因此，我们也就不能随意改变读取指针的位置。

而在 NIO 中，而是引入了 Channel 和 Buffer 的概念。在 NIO 中，只需要从 Channel 中读取数据到 Buffer 中，或将数据从 Buffer 中写入到 Channel。并且，不像OIO 那样是顺序操作，在NIO 中，我们可以随意地读取任意位置的数据.

1.2. 阻塞和非阻塞

在OIO中，Java 提供的各种 stream 流操作都是阻塞的，例如我们调用一个 read 方法读取一个文件的内容，那么调用 read 的线程会被阻塞住，直到 read 操作完成。

而 NIO 的非阻塞模式允许我们非阻塞地进行 IO 操作。例如我们需要从网络中读取数据。在 NIO 的非阻塞模式中，当我们调用 read 方法时，如果此时有数据，则 read 读取并返回；如果此时没有数据，则 read 直接返回，而不会阻塞当前线程。

NIO的非阻塞，是如何做到的呢？

使用的是通道和通道的多路复用技术。先来看通道Channel。

1.3. Channel

OIO中，通常来说，一个连接使用有两个流，一个输入流一个输出流。通过两个流不断的进行输入和输出。

与之相对应，NIO中，通常来说，一个连接就是一个通道Channel表示，所有的 NIO 的 I/O 操作都是从 Channel 开始的。一个 channel 类似于OIO中的两个 stream的结合体。

1.4. selector

通道Channel要进行多路复用，基础就是选择器selector。

Selector是何方神圣？

这是一个IO事件的查询器，通过 Selector，一个线程可以查询多个 Channel 的 IO 事件的就绪状态。

我们要做的工作，就是将要进行状态查询的Channel（相当于流）注册到选择器Seletor中。当我们向一个 Selector 中注册了 Channel 后，Selector 内部的机制就可以自动地为我们不断地查询(select) 这些注册的 Channel 是否有已就绪的 IO 事件(例如可读，可写，网络连接完成等)。

通过这样的 Selector 机制，我们就可以很简单地使用一个线程高效地管理多个 Channel 了。

1.5. Java NIO Buffer

当我们需要与 NIO Channel 进行交互时，我们就需要使用到 NIO Buffer，即数据从 Buffer读取到 Channel 中，并且从 Channel 中写入到 Buffer 中。

Buffer的使用，也是NIO非阻塞的重要的前提和基础之一。

下面结合实例和源码实例，开启JAVA NIO的死磕之路。次序从Buffer，然后到Channel，最后讲最复杂的 Selector多路复用器。

源码：

代码工程: JavaNioDemo.zip

下载地址：在疯狂创客圈QQ群文件共享。

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