Java NIO学习篇（一）NIO的基本认识

定义：

NIO：是从jdk1.4提出的，本意是New IO（相对于传统的IO），也叫 No Blocked IO（只相对于网络IO），它的出现弥补传统IO的不足，提出了更加高效的方式。

NIO对于网络IO而言：

jdk1.4：采用了基于select/poll的多路复用IO模型。
jdk1.5及以上：采用了基于epoll的多路复用IO模型。

NIO对于文件IO而言：

NIO对基于文件的IO还是阻塞模型的IO。只有基于网络IO才是非阻塞的。

NIO的新特性：

1. 基于通道（Channel）和缓冲区（Buffer）操作

• 通道（Channel）：一个新的、原始的IO抽象。
• 缓冲区支持（Buffer）：为所有的原始类型提供缓冲区支持。也就是说NIO是强制基于通道和缓冲区操作的。
• 具体操作：数据从通道读到缓冲区，数据从缓冲区写入通道（用户进程角度）。

2. 非阻塞（针对网络IO）

• 提供多路复用、非阻塞的IO操作，即当前线程从通道读取数组到缓冲区时，或者把缓冲区数据写入到通道时，线程依然可以进行其他事情。

3. 选择器（selectors）（针对网络IO）

• 用户监听多个通道的事件，如：连接打开，数据到达等，单个线程可监听多个数据通道。

4. 其他

• 提供字符集编码、解码解决方案：java.nio.Charset。
• 支持锁和内存映射文件的文件访问接口。
• …

核心组件：

• 通道（Channel）：Java NIO的数据来源，可以是网络，也可以是本地磁盘。
• 缓冲区（Buffer）：数据读写的中转区。
• 选择器（Selectors）：异步IO的核心类，可以实现异步非阻塞IO，一个Selectors可以管理多个通道Channel。

一个复制文件的小demo：

/**
 * @author YeHaocong
 * @decription 一个NIO的Demo，完成对文件的复制
 * @Date 2020/5/18 18:52
 */

public class NIOFirstDemo {

    public static void main(String[] args) {

        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("test_nio1.txt");
             FileOutputStream fos  = new FileOutputStream("test_nio1_cp.txt")){

            //获取输入流的通道。
            FileChannel fisChannel = fis.getChannel();
            //获取输出流的通道。
            FileChannel fosChannel = fos.getChannel();

            //创建缓冲区，并分配1024字节。

            ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);

            //把输入流的数据通过通道传输到ByteBuffer缓冲区中
            fisChannel.read(byteBuffer);

            //把缓冲区该为写模式。
            byteBuffer.flip();

            //把byteBuffer里面的数据通过输出流通道写到输出流中
            fosChannel.write(byteBuffer);

            //重置缓冲区
            byteBuffer.clear();
        }catch (IOException e){

        }
    }
}

运行流程图：

1. FileInputStream文件输入流从磁盘读取文件流。
2. 把输入流读到通道Channel中。
3. 把通道Channel中的数据读到ByteBuffer缓冲区。
4. 把ByteBuffer缓冲区的数据写到通道中。
5. 把通道中的数据写到文件输出流中。

IO和NIO的区别：

类型	面向操作域	处理数据	IO阻塞/非阻塞（基于网络IO）
Java IO	可以面向缓冲区，也可以直接面向数据源	没有缓冲区的话是直接读取字节或者字符，并且无法前后移动数据流中的数据	阻塞：当一个线程在读/写时，当数据完全被读取/写入或者数据没有准备好时，线程不能做其他任务，只能一直阻塞等待，知道数据准备好后才能继续。
Java NIO	强制面向缓冲区	先读取数据到缓冲区，并且可以前后移动数据量中的数据	非阻塞：当一个线程在读/写时，当数据完全被读取/写入或者数据没有准备好时，线程可以做其他任务（控制其他通道），知道数据准备好后再切换回该通道。继续读取、写入。