Java nio 概述

Java nio 概述

Java nio 全称Java new io，是jdk1.4里提供的api。

Java nio 与 io最主要的区别

1、读写方式

Io是面向流的，只能在一个方向上移动，一个输入流（inputStream）一个输出流（outputStream），需要从流中读一个或多个字节，直到读取完所有的字节。

Nio是面向缓冲的，可以双向，无论是读写，数据都会被先放到一个缓冲区

2.阻塞与非阻塞

Io流是阻塞的，当一个线程调用read()或write()时，直到被read或write完成，在此期间，该线程处于等待阻塞模式，不干任何其他事情。

Nio 是非阻塞的，当一个线程从通道发出读/写的请求的时候，数据会被先放到缓冲区里，而不需要等待全部读写完成，在此期间，这个线程可以去做别的事情，通常在空闲时候会执行其他通道上的io操作，一个线程可以管理多个通道

Nio核心概念：

Buffer (缓冲区)，Channel（通道），Selector（选择器）

Buffer

前面已经提到，Nio是面向缓冲区的，所有的读写都要先放到缓冲区。
所有的缓冲区类型都继承于抽象类Buffer,最常用的是Bytebuffer, java基础类基本上都有相应的buffer类来一一对应，类继承关系图如下：



Channel

通道和io的流类似，主要区别为：通道是双向的，可读可写，io流是单向的，只能读或写，而且操作通道不会直接从通道中写入或读取数据，都是由通道将数据放入缓冲区（buffer）中。

最常用的通道：

Filechannel 读取/写入 文件数据

Socketchannel TCP协议的socket 读写数据

Datagramchannel UDP协议读写数据

下面是客服端发送读或写的请求过程，



用Filechannel 往文件中读取和写入数据的简单例子

读取文件内容：

public static void main(String[] args) {
		FileInputStream fin = null;
		try {
			fin = new FileInputStream("c:\\nio.txt");
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		// 获取通道
		FileChannel fc = fin.getChannel();

		// 创建缓冲区
		ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

		// 读取数据到缓冲区
		try {
			fc.read(buffer);
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}

		buffer.flip();

		while (buffer.remaining() > 0) {
			byte b = buffer.get();
			System.out.print(((char) b));
		}
		try {
			fin.close();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
	}

写入文件内容：

public static void main(String[] args) {
		File file = new File("c:\\nio.txt"); 
		FileOutputStream outputStream = null;
		try {
			outputStream = new FileOutputStream(file);
		} catch (FileNotFoundException e1) {
			e1.printStackTrace();
		} 
		FileChannel channel = outputStream.getChannel(); 
		ByteBuffer bufferWrite = ByteBuffer.allocate(1024); 
		String string = "hello nio..."; 
		bufferWrite.put(string.getBytes()); 
		//这里必须调用flip(),先读取数据到Buffer，再从Buffer中读取数据。
		bufferWrite.flip();
		try {
			channel.write(bufferWrite);
			channel.close(); 
			outputStream.close(); 
		} catch (IOException e1) {
			e1.printStackTrace();
		} 
	}

Select

Select 能检测到注册的所有通道上是否有读写请求，当有请求的时候才会进行读写，一个线程管理了多个通道，避免了多线程切换导致的开销，也不用去维护多个线程，操作原理如下图



这里介绍了javaio和nio的区别，以及nio的主要概念，还有简单的nio读写文件数据的例子，对nio就不做深入了。

有兴趣的同学可以看Jakob Jenkov的系列文章，http://tutorials.jenkov.com/java-nio/index.html

接下来会分享nio框架netty的一些学习心得，以及netty在实际项目架构中的使用