NIO初探

NIO的前世今生

NIO又叫NonBlockingI/O，即非阻塞I/O。以此对应的，有一个更常见的IO（BIO），又叫Blocking I/O,即阻塞IO，两种都为Java的IO实现方案。

NIO/BIO 阻塞与非阻塞

以客户端连接服务器为例，服务器需要获取客户端的连接，即Socket，传统I/O如果没有获取到连接则一直阻塞，知道拿到为止，即函数：

$$ accept() $$

而NIO则采用一种没有连接则直接返回的非阻塞方式进行客户端连接获取。

NIO基本模型

BIO以Stream为传递的基本单位，将各类数据装换为Stream进行传递写入，而NIO引入了Buffer和Channel的理念，将数据写入Buffer，以Buffer为载体，在Channel中传递，下面来看看官方文档对其的定义：

Buffer 特定的基本类型数据的容器，Buffer是特定的基本类型的线性、有序序列的集合，其含有三个参数：capacity、limit和position。

capacity :标示Buffer所有能承载的最大类型数量，其不会为负也不会改变； limit :是第一个不应该不被读写的元素的索引，其不会为负也不会大于capacity; position :是下一个应该被读写元素的索引，其不会为负也不会大于limit 除此之外：对于每个非布尔基元类型，这个类有一个子类，比如：ByteBuffer, CharBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer, IntBuffer, LongBuffer, ShortBuffer

Channel I/O操作的连接。通道表示对实体的开放连接，例如硬件设备、文件、网络套接字，或可执行一个或多个不同I/O操作的程序组件，例如读取或写入。 通道不是打开就是关闭。通道在创建时是打开的，一旦关闭，它将保持关闭状态。一旦通道被关闭，任何试图在其上调用I/O操作的尝试都会导致一个ClosedChannelException被抛出。通道是否打开可以通过调用其isOpen方法进行测试。

NIO 应用场景

• Socket网络服务 利用SocketChannel，Buffer，Selector等类构建一个通过轮询方式，以请求对应线程的服务端的I/O服务。

• Files 文件类的操作 通常我们利用传统I/O处理文件，需要使用FileInputStream、FileOutputStream来进行文件处理，而NIO的Files和Path两者结合起来就可以处理很多文件相关的操作，如copy()、write() 等。有现成的函数可以调用，而不用再在流转化上花费更多的时间。 与此同时，NIO对文件系统，目录等的迭代也有相关具体实现。

详情请参考 API文档： Java™ Platform Standard Ed. 8