JAVA_NIO

1.定义：NIO-Non Block IO非阻塞io

2.组成核心类库：

<1>缓冲区Buffer

1）定义：buffer是一个对象，包含要写入或者要读出数据。在NIO中所有的数据都是用缓存区处理的，在读取数据时，直接读取到缓存区中；在写入数据时，写入到缓存区中。任何访问NIO的数据都是通过缓冲区进行的。

2）本质：数组，同时提供了对数据的结构化访问以及维护读写位置(limit)信息

3) 类结构图：



4）重要概念：

a.容量(capacity)：缓冲区最大数据容量，不能为负值，在创建时确定，不能修改

b.界限(limit)：第一个不应该被读出或写入的缓冲区位置索引，也就是位于limit后的内存不可读，也不能写

c.位置(position)：用于指明下一个可以被读取或写入的缓存区位置索引。当使用Buffer从Channel中读取数据时，position的值恰好等于已经读到了多少数据。当刚刚新建一个Buffer时，其position为0,从channel中读取了2个数据到该缓存中，则position为2，指向Buffer中第3位置

d.标记(Mark)：Buffer允许直接将position定位到该mark处

0<=mark<=position<=limit<=capaticy

两个重要方法：

flip():将limit设置为position所在位置，并将position设为0，使buffer的读写指针移到开始位置，调用flip后，buffer为输出数据做好准备

clear():不是清空buffer的数据，它仅仅将position置为0，将limit置为capaticy,为再次向buffer装入数据做好准备

<2>通道Channel

1)定义：可以通过channel读取和写入数据，像自来水管一样，网络数据通过channel读取和写入。与流的不同之处在于通道是双向的，流只是一个方向上移动，通道可以用于读、写或者同时读写

2）分类：

-用于网络读写的SelectableChannel(ServerSocketChannel,SockeChannel)

-用于文件操作的FileChannel

<3>多路复用器Selector

1)定义及原理：提供选择已经就绪的任务的能力。Selector会不断轮询注册在其上的Channel,如果某个Channel上面有新的TCP连接接入、读和写事件，那么这个Channel就处于就绪状态，会被Selector轮询出来，通过SelectionKey可以获取就绪Channel的集合，进行后续I/O操作

3.NIO执行流程：

<1>服务端

1）打开ServerSocketChannel,用于监听客户端的连接

2）绑定监听端口，设置连接为非阻塞

3）创建多路复用器Selector，创建Reactor线程，并启动线程

4）将ServerSocketChannel注册到多路复用器上，并监听Accept事件

5）selector在线程run方法的无限循环体内轮询准备就绪的key

6）selector监听到有新的客户端接入，处理新的接入请求，完成TCP三次握手，建立物理链路

7）异步读取客户端请求消息到缓冲区

8）对ByteBuffer进行编解码，如果有半包消息指针reset，继续读取后续的报文，将解码成功的消息封装成Task,投递到业务线程池，进行业务逻辑操作

9）将业务逻辑处理的结果encode成ByteBuffer,调用SocketChannel的异步Write接口，将消息异步发送给客户端



<2>客户端

1）打开SockeChannel,绑定客户端本地地址

2）设置SocketChannel为非阻塞模式，同时设置客户端连接的Tcp参数

3）异步连接到服务端

4）判断是否连接成功，如果连接成功，则直接注册读状态到多种复用器中，如果当前没有连接成功（异步连接，返回false,说明客户端已经发送sync包，服务端没有返回ack包，物理链路没有建立）

5）向Reactor线程的selector注册OP_CONNECT状态位，监听服务端的TCP的ACK应答

6）如果连接成功，则注册读事件到selector上

7）异步读服务端发送的消息到缓冲区中，并进行解码，然后将解码消息发送到业务逻辑线程池中处理，进行业务逻辑处理

8）将处理结果encdoe进行编码，调用socketChannel的异步Write接口，发送给服务端