Java NIO：NIO概述

以下是本文的目录大纲：

　　一.nio中的几个基础概念

　　二.channel

　　三.buffer

　　四.selector

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 一.nio中的几个基础概念（转载 http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3919162.html）

　在nio中有几个比较关键的概念：channel（通道），buffer（缓冲区），selector（选择器）。

　　首先从channel说起吧，通道，顾名思义，就是通向什么的道路，为某个提供了渠道。在传统io中，我们要读取一个文件中的内容，通常是像下面这样读取的：

1 public class test {
2     public static void main(string[] args) throws ioexception  {
3         file file = new file("data.txt");
4         inputstream inputstream = new fileinputstream(file);
5         byte[] bytes = new byte[1024];
6         inputstream.read(bytes);
7         inputstream.close();
8     }  
9 }

　这里的inputstream实际上就是为读取文件提供一个通道的。

　　因此可以将nio 中的channel同传统io中的stream来类比，但是要注意，传统io中，stream是单向的，比如inputstream只能进行读取操作，outputstream只能进行写操作。而channel是双向的，既可用来进行读操作，又可用来进行写操作。

buffer（缓冲区），是nio中非常重要的一个东西，在nio中所有数据的读和写都离不开buffer。比如上面的一段代码中，读取的数据时放在byte数组当中，而在nio中，读取的数据只能放在buffer中。同样地，写入数据也是先写入到buffer中。

下面介绍一下nio中最核心的一个东西：selector。可以说它是nio中最关键的一个部分，selector的作用就是用来轮询每个注册的channel，一旦发现channel有注册的事件发生，便获取事件然后进行处理。

比如看下面的这个例子：

用单线程处理一个selector，然后通过selector.select()方法来获取到达事件，在获取了到达事件之后，就可以逐个地对这些事件进行响应处理。

二.channel

 　在前面已经提到，channel和传统io中的stream很相似。虽然很相似，但是有很大的区别，主要区别为：通道是双向的，通过一个channel既可以进行读，也可以进行写；而stream只能进行单向操作，通过一个stream只能进行读或者写；

　　以下是常用的几种通道：

• filechannel
• socketchanel
• serversocketchannel
• datagramchannel

　　通过使用filechannel可以从文件读或者向文件写入数据；通过socketchannel，以tcp来向网络连接的两端读写数据；通过serversocketchanel能够监听客户端发起的tcp连接，并为每个tcp连接创建一个新的socketchannel来进行数据读写；通过datagramchannel，以udp协议来向网络连接的两端读写数据。

　　下面给出通过filechannel来向文件中写入数据的一个例子：

public class test {
    public static void main(string[] args) throws ioexception  {
        file file = new file("data.txt");
        fileoutputstream outputstream = new fileoutputstream(file);
        filechannel channel = outputstream.getchannel();
        bytebuffer buffer = bytebuffer.allocate(1024);
        string string = "java nio";
        buffer.put(string.getbytes());
        buffer.flip();     //此处必须要调用buffer的flip方法
        channel.write(buffer);
        channel.close();
        outputstream.close();
    }  
}

通过上面的程序会向工程目录下的data.txt文件写入字符串"java nio"，注意在调用channel的write方法之前必须调用buffer的flip方法，否则无法正确写入内容

三.buffer

buffer，故名思意，缓冲区，实际上是一个容器，是一个连续数组。channel提供从文件、网络读取数据的渠道，但是读取或写入的数据都必须经由buffer。具体看下面这张图就理解了：

　上面的图描述了从一个客户端向服务端发送数据，然后服务端接收数据的过程。客户端发送数据时，必须先将数据存入buffer中，然后将buffer中的内容写入通道。服务端这边接收数据必须通过channel将数据读入到buffer中，然后再从buffer中取出数据来处理。

　　在nio中，buffer是一个顶层父类，它是一个抽象类，常用的buffer的子类有：

• bytebuffer
• intbuffer
• charbuffer
• longbuffer
• doublebuffer
• floatbuffer
• shortbuffer

　　如果是对于文件读写，上面几种buffer都可能会用到。但是对于网络读写来说，用的最多的是bytebuffer。

四.selector

selector类是nio的核心类，selector能够检测多个注册的通道上是否有事件发生，如果有事件发生，便获取事件然后针对每个事件进行相应的响应处理。这样一来，只是用一个单线程就可以管理多个通道，也就是管理多个连接。这样使得只有在连接真正有读写事件发生时，才会调用函数来进行读写，就大大地减少了系统开销，并且不必为每个连接都创建一个线程，不用去维护多个线程，并且避免了多线程之间的上下文切换导致的开销。

　　与selector有关的一个关键类是selectionkey，一个selectionkey表示一个到达的事件，这2个类构成了服务端处理业务的关键逻辑。

参考资料：

　　

　　

　　

　　

　　

作者：matrix海子

　　　　

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