參考：http://ifeve.com/java-nio-vs-io/
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目錄

• Java NIO教程
• Java NIO 教程(一) 概述
• Java NIO 教程(二) Channel
• Java NIO 教程(三) Buffer
• Java NIO 教程(四) Scatter/Gather
• Java NIO 教程(五) 通道之間的數(shù)據(jù)傳輸
• Java NIO 教程(六) Selector
• Java NIO 教程(七) FileChannel
• Java NIO 教程(八) SocketChannel
• Java NIO 教程(九) ServerSocketChannel
• Java NIO 教程(十) 非阻塞式服務(wù)器
• Java NIO 教程(十一) Java NIO DatagramChannel
• Java NIO 教程(十二) Pipe
• Java NIO 教程(十三) Java NIO vs. IO
• Java NIO 教程(十四) Java NIO Path
• Java NIO 教程(十五) Java NIO Files
• Java NIO 教程(十六) Java NIO AsynchronousFileChannel

當(dāng)學(xué)習(xí)了Java NIO和IO的API后应民，一個(gè)問(wèn)題馬上涌入腦海：

我應(yīng)該何時(shí)使用IO呐伞，何時(shí)使用NIO呢用踩？在本文中噪叙，我會(huì)盡量清晰地解析Java NIO和IO的差異、它們的使用場(chǎng)景，以及它們?nèi)绾斡绊懩拇a設(shè)計(jì)。

Java NIO和IO的主要區(qū)別

下表總結(jié)了Java NIO和IO之間的主要差別，我會(huì)更詳細(xì)地描述表中每部分的差異童擎。

面向流與面向緩沖

Java NIO和IO之間第一個(gè)最大的區(qū)別是，IO是面向流的攻晒，NIO是面向緩沖區(qū)的柔昼。 Java IO面向流意味著每次從流中讀一個(gè)或多個(gè)字節(jié)，直至讀取所有字節(jié)炎辨，它們沒(méi)有被緩存在任何地方捕透。此外，它不能前后移動(dòng)流中的數(shù)據(jù)碴萧。如果需要前后移動(dòng)從流中讀取的數(shù)據(jù)乙嘀，需要先將它緩存到一個(gè)緩沖區(qū)。 Java NIO的緩沖導(dǎo)向方法略有不同破喻。數(shù)據(jù)讀取到一個(gè)它稍后處理的緩沖區(qū)虎谢，需要時(shí)可在緩沖區(qū)中前后移動(dòng)。這就增加了處理過(guò)程中的靈活性曹质。但是婴噩，還需要檢查是否該緩沖區(qū)中包含所有您需要處理的數(shù)據(jù)擎场。而且，需確保當(dāng)更多的數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)時(shí)几莽，不要覆蓋緩沖區(qū)里尚未處理的數(shù)據(jù)迅办。

阻塞與非阻塞IO

Java IO的各種流是阻塞的。這意味著章蚣，當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用read()或write()時(shí)站欺，該線程被阻塞，直到有一些數(shù)據(jù)被讀取纤垂，或數(shù)據(jù)完全寫入矾策。該線程在此期間不能再干任何事情了。 Java NIO的非阻塞模式峭沦，使一個(gè)線程從某通道發(fā)送請(qǐng)求讀取數(shù)據(jù)贾虽，但是它僅能得到目前可用的數(shù)據(jù)，如果目前沒(méi)有數(shù)據(jù)可用時(shí)吼鱼，就什么都不會(huì)獲取蓬豁。而不是保持線程阻塞，所以直至數(shù)據(jù)變的可以讀取之前蛉抓，該線程可以繼續(xù)做其他的事情庆尘。 非阻塞寫也是如此剃诅。一個(gè)線程請(qǐng)求寫入一些數(shù)據(jù)到某通道巷送，但不需要等待它完全寫入，這個(gè)線程同時(shí)可以去做別的事情矛辕。 線程通常將非阻塞IO的空閑時(shí)間用于在其它通道上執(zhí)行IO操作笑跛，所以一個(gè)單獨(dú)的線程現(xiàn)在可以管理多個(gè)輸入和輸出通道（channel）。

選擇器（Selectors）

Java NIO的選擇器允許一個(gè)單獨(dú)的線程來(lái)監(jiān)視多個(gè)輸入通道聊品，你可以注冊(cè)多個(gè)通道使用一個(gè)選擇器飞蹂，然后使用一個(gè)單獨(dú)的線程來(lái)“選擇”通道：這些通道里已經(jīng)有可以處理的輸入，或者選擇已準(zhǔn)備寫入的通道翻屈。這種選擇機(jī)制陈哑，使得一個(gè)單獨(dú)的線程很容易來(lái)管理多個(gè)通道。

NIO和IO如何影響應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)

無(wú)論您選擇IO或NIO工具箱伸眶，可能會(huì)影響您應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的以下幾個(gè)方面：

1. 對(duì)NIO或IO類的API調(diào)用惊窖。
2. 數(shù)據(jù)處理。
3. 用來(lái)處理數(shù)據(jù)的線程數(shù)厘贼。

API調(diào)用

當(dāng)然界酒，使用NIO的API調(diào)用時(shí)看起來(lái)與使用IO時(shí)有所不同，但這并不意外嘴秸，因?yàn)椴⒉皇莾H從一個(gè)InputStream逐字節(jié)讀取毁欣，而是數(shù)據(jù)必須先讀入緩沖區(qū)再處理庇谆。

數(shù)據(jù)處理

使用純粹的NIO設(shè)計(jì)相較IO設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)處理也受到影響凭疮。

在IO設(shè)計(jì)中饭耳，我們從InputStream或Reader逐字節(jié)讀取數(shù)據(jù)。假設(shè)你正在處理一基于行的文本數(shù)據(jù)流哭尝，例如：

Name: Anna
Age: 25
Email: anna@mailserver.com
Phone: 1234567890

該文本行的流可以這樣處理：

InputStream input = ... ; // get the InputStream from the client socket

BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input));

String nameLine   = reader.readLine();
String ageLine    = reader.readLine();
String emailLine  = reader.readLine();
String phoneLine  = reader.readLine();

請(qǐng)注意處理狀態(tài)由程序執(zhí)行多久決定哥攘。換句話說(shuō)，一旦reader.readLine()方法返回材鹦，你就知道肯定文本行就已讀完逝淹， readline()阻塞直到整行讀完，這就是原因桶唐。你也知道此行包含名稱栅葡；同樣，第二個(gè)readline()調(diào)用返回的時(shí)候尤泽，你知道這行包含年齡等欣簇。 正如你可以看到，該處理程序僅在有新數(shù)據(jù)讀入時(shí)運(yùn)行坯约，并知道每步的數(shù)據(jù)是什么熊咽。一旦正在運(yùn)行的線程已處理過(guò)讀入的某些數(shù)據(jù)，該線程不會(huì)再回退數(shù)據(jù)（大多如此）闹丐。下圖也說(shuō)明了這條原則：

Java IO: 從一個(gè)阻塞的流中讀數(shù)據(jù)

而一個(gè)NIO的實(shí)現(xiàn)會(huì)有所不同横殴，下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(48);

int bytesRead = inChannel.read(buffer);

注意第二行，從通道讀取字節(jié)到ByteBuffer卿拴。當(dāng)這個(gè)方法調(diào)用返回時(shí)衫仑，你不知道你所需的所有數(shù)據(jù)是否在緩沖區(qū)內(nèi)。你所知道的是堕花，該緩沖區(qū)包含一些字節(jié)文狱，這使得處理有點(diǎn)困難。
假設(shè)第一次 read(buffer)調(diào)用后缘挽，讀入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)只有半行瞄崇，例如，“Name:An”壕曼，你能處理數(shù)據(jù)嗎苏研？顯然不能，需要等待窝稿，直到整行數(shù)據(jù)讀入緩存楣富，在此之前，對(duì)數(shù)據(jù)的任何處理毫無(wú)意義伴榔。

所以纹蝴，你怎么知道是否該緩沖區(qū)包含足夠的數(shù)據(jù)可以處理呢庄萎？好了，你不知道塘安。發(fā)現(xiàn)的方法只能查看緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)糠涛。其結(jié)果是，在你知道所有數(shù)據(jù)都在緩沖區(qū)里之前兼犯，你必須檢查幾次緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)忍捡。這不僅效率低下，而且可以使程序設(shè)計(jì)方案雜亂不堪切黔。例如：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(48);

int bytesRead = inChannel.read(buffer);

while(! bufferFull(bytesRead) ) {
    bytesRead = inChannel.read(buffer);
}

bufferFull()方法必須跟蹤有多少數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)砸脊，并返回真或假，這取決于緩沖區(qū)是否已滿纬霞。換句話說(shuō)凌埂，如果緩沖區(qū)準(zhǔn)備好被處理，那么表示緩沖區(qū)滿了诗芜。

bufferFull()方法掃描緩沖區(qū)瞳抓，但必須保持在bufferFull()方法被調(diào)用之前狀態(tài)相同。如果沒(méi)有伏恐，下一個(gè)讀入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)可能無(wú)法讀到正確的位置孩哑。這是不可能的，但卻是需要注意的又一問(wèn)題翠桦。

如果緩沖區(qū)已滿横蜒，它可以被處理。如果它不滿秤掌，并且在你的實(shí)際案例中有意義愁铺，你或許能處理其中的部分?jǐn)?shù)據(jù)鹰霍。但是許多情況下并非如此闻鉴。下圖展示了“緩沖區(qū)數(shù)據(jù)循環(huán)就緒”：

Java NIO:從一個(gè)通道里讀數(shù)據(jù)，直到所有的數(shù)據(jù)都讀到緩沖區(qū)里.

概要

NIO可讓您只使用一個(gè)（或幾個(gè)）單線程管理多個(gè)通道（網(wǎng)絡(luò)連接或文件）茂洒，但付出的代價(jià)是解析數(shù)據(jù)可能會(huì)比從一個(gè)阻塞流中讀取數(shù)據(jù)更復(fù)雜孟岛。

如果需要管理同時(shí)打開(kāi)的成千上萬(wàn)個(gè)連接，這些連接每次只是發(fā)送少量的數(shù)據(jù)督勺，例如聊天服務(wù)器渠羞，實(shí)現(xiàn)NIO的服務(wù)器可能是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。同樣智哀，如果你需要維持許多打開(kāi)的連接到其他計(jì)算機(jī)上次询，如P2P網(wǎng)絡(luò)中，使用一個(gè)單獨(dú)的線程來(lái)管理你所有出站連接瓷叫，可能是一個(gè)優(yōu)勢(shì)屯吊。一個(gè)線程多個(gè)連接的設(shè)計(jì)方案如下圖所示：

Java NIO: 單線程管理多個(gè)連接

如果你有少量的連接使用非常高的帶寬送巡，一次發(fā)送大量的數(shù)據(jù)，也許典型的IO服務(wù)器實(shí)現(xiàn)可能非常契合盒卸。下圖說(shuō)明了一個(gè)典型的IO服務(wù)器設(shè)計(jì)：

Java IO: 一個(gè)典型的IO服務(wù)器設(shè)計(jì)- 一個(gè)連接通過(guò)一個(gè)線程處理