前言
高并發(fā)量引起的問題
一個使用傳統(tǒng)阻塞I/O的系統(tǒng),如果還是使用傳統(tǒng)的一個請求對應一個線程這種模式,一旦有高并發(fā)的大量請求,就會有如下問題：?
1、線程不夠用, 就算使用了線程池復用線程也無濟于事;?
2筹陵、阻塞I/O模式下,會有大量的線程被阻塞,一直在等待數(shù)據(jù),這個時候的線程被掛起,只能干等,CPU利用率很低,換句話說,系統(tǒng)的吞吐量差;?
3刽锤、如果網(wǎng)絡I/O堵塞或者有網(wǎng)絡抖動或者網(wǎng)絡故障等,線程的阻塞時間可能很長。整個系統(tǒng)也變的不可靠;
什么是NIO
java.nio全稱java non-blocking IO（實際上是 new io）朦佩，是指JDK 1.4 及以上版本里提供的新api（New IO） 并思，為所有的原始類型（boolean類型除外）提供緩存支持的數(shù)據(jù)容器，使用它可以提供非阻塞式的高伸縮性網(wǎng)絡语稠。
HTTP2.0使用了多路復用的技術宋彼，做到同一個連接并發(fā)處理多個請求，而且并發(fā)請求的數(shù)量比HTTP1.1大了好幾個數(shù)量級仙畦。
IO和NIO的區(qū)別
原有的 IO 是面向流的输涕、阻塞的，NIO 則是面向塊的慨畸、非阻塞的莱坎。
怎么理解IO是面向流的、阻塞的
java1.4以前的io模型寸士，一連接對一個線程檐什。
原始的IO是面向流的，不存在緩存的概念碉京。Java IO面向流意味著每次從流中讀一個或多個字節(jié)厢汹，直至讀取所有字節(jié)，它們沒有被緩存在任何地方谐宙。此外，它不能前后移動流中的數(shù)據(jù)界弧。如果需要前后移動從流中讀取的數(shù)據(jù)凡蜻，需要先將它緩存到一個緩沖區(qū)
Java IO的各種流是阻塞的，這意味著當一個線程調用read或 write方法時垢箕，該線程被阻塞划栓，直到有一些數(shù)據(jù)被讀取，或數(shù)據(jù)完全寫入条获，該線程在此期間不能再干任何事情了忠荞。
怎么理解NIO是面向塊的、非阻塞的
NIO是面向緩沖區(qū)的。數(shù)據(jù)讀取到一個它稍后處理的緩沖區(qū)委煤，需要時可在緩沖區(qū)中前后移動堂油，這就增加了處理過程中的靈活性。
Java NIO的非阻塞模式碧绞，使一個線程從某通道發(fā)送請求讀取數(shù)據(jù)府框，但是它僅能得到目前可用的數(shù)據(jù)，如果目前沒有數(shù)據(jù)可用時讥邻，就什么都不會獲取迫靖，而不是保持線程阻塞，所以直至數(shù)據(jù)變的可以讀取之前兴使，該線程可以繼續(xù)做其他的事情系宜。 非阻塞寫也是如此，一個線程請求寫入一些數(shù)據(jù)到某通道发魄，但不需要等待它完全寫入盹牧，這個線程同時可以去做別的事情。
通俗理解：NIO是可以做到用一個線程來處理多個操作的欠母。假設有10000個請求過來,根據(jù)實際情況欢策，可以分配50或者100個線程來處理。不像之前的阻塞IO那樣赏淌，非得分配10000個踩寇。
NIO的核心實現(xiàn)
在標準IO API中，你可以操作字節(jié)流和字符流六水，但在新IO中俺孙，你可以操作通道和緩沖，數(shù)據(jù)總是從通道被讀取到緩沖中或者從緩沖寫入到通道中掷贾。
NIO核心API Channel, Buffer, Selector
通道Channel
NIO的通道類似于流睛榄，但有些區(qū)別如下：
1. 通道可以同時進行讀寫，而流只能讀或者只能寫
2. 通道可以實現(xiàn)異步讀寫數(shù)據(jù)
3. 通道可以從緩沖讀數(shù)據(jù)想帅，也可以寫數(shù)據(jù)到緩沖:?
緩存Buffer
緩沖區(qū)本質上是一個可以寫入數(shù)據(jù)的內存塊，然后可以再次讀取港准，該對象提供了一組方法旨剥，可以更輕松地使用內存塊，使用緩沖區(qū)讀取和寫入數(shù)據(jù)通常遵循以下四個步驟：
1. 寫數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)浅缸；
2. 調用buffer.flip()方法轨帜；
3. 從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)；
4. 調用buffer.clear()或buffer.compat()方法衩椒；
當向buffer寫入數(shù)據(jù)時蚌父，buffer會記錄下寫了多少數(shù)據(jù)哮兰，一旦要讀取數(shù)據(jù)，需要通過flip()方法將Buffer從寫模式切換到讀模式苟弛，在讀模式下可以讀取之前寫入到buffer的所有數(shù)據(jù)喝滞，一旦讀完了所有的數(shù)據(jù)，就需要清空緩沖區(qū)嗡午，讓它可以再次被寫入囤躁。
Buffer在與Channel交互時，需要一些標志:
buffer的大小/容量 -?Capacity
作為一個內存塊荔睹，Buffer有一個固定的大小值狸演，用參數(shù)capacity表示。
當前讀/寫的位置 -?Position?
當寫數(shù)據(jù)到緩沖時僻他，position表示當前待寫入的位置宵距，position最大可為capacity – 1；當從緩沖讀取數(shù)據(jù)時吨拗，position表示從當前位置讀取满哪。
信息末尾的位置 -?limit
在寫模式下，緩沖區(qū)的limit表示你最多能往Buffer里寫多少數(shù)據(jù)劝篷； 寫模式下哨鸭，limit等于Buffer的capacity，意味著你還能從緩沖區(qū)獲取多少數(shù)據(jù)娇妓。
下圖展示了buffer中三個關鍵屬性capacity像鸡，position以及l(fā)imit在讀寫模式中的說明：
緩沖區(qū)常用的操作
向緩沖區(qū)寫數(shù)據(jù)：
? ? 1. 從Channel寫到Buffer哈恰；
? ? 2. 通過Buffer的put方法寫到Buffer中只估；
從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)：
? ? 1. 從Buffer中讀取數(shù)據(jù)到Channel；
? ? 2. 通過Buffer的get方法從Buffer中讀取數(shù)據(jù)着绷；
flip方法：
? ? ?將Buffer從寫模式切換到讀模式蛔钙，將position值重置為0，limit的值設置為之前position的值荠医；
clear方法 vs compact方法：
? ? ? ?clear方法清空緩沖區(qū)吁脱；compact方法只會清空已讀取的數(shù)據(jù)，而還未讀取的數(shù)據(jù)繼續(xù)保存在Buffer中彬向；
Selector
一個組件豫喧，可以檢測多個NIO channel，看看讀或者寫事件是否就緒幢泼。
多個Channel以事件的方式可以注冊到同一個Selector，從而達到用一個線程處理多個請求成為可能讲衫。
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