一、概念
???? NIO即New IO狸剃，這個(gè)庫(kù)是在JDK1.4中才引入的掐隐。NIO和IO有相同的作用和目的，但實(shí)現(xiàn)方式不同钞馁，NIO主要用到的是塊虑省，所以NIO的效率要比IO高很多。在Java API中提供了兩套NIO僧凰，一套是針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出NIO探颈，另一套就是網(wǎng)絡(luò)編程N(yùn)IO。
二训措、NIO和IO的主要區(qū)別
下表總結(jié)了Java IO和NIO之間的主要區(qū)別：
IONIO
面向流面向緩沖
阻塞IO非阻塞IO
無(wú)選擇器
1伪节、面向流與面向緩沖
???? Java IO和NIO之間第一個(gè)最大的區(qū)別是光羞，IO是面向流的，NIO是面向緩沖區(qū)的怀大。 Java IO面向流意味著每次從流中讀一個(gè)或多個(gè)字節(jié)纱兑，直至讀取所有字節(jié)潜慎，它們沒(méi)有被緩存在任何地方勘纯。此外驳遵，它不能前后移動(dòng)流中的數(shù)據(jù)堤结。如果需要前后移動(dòng)從流中讀取的數(shù)據(jù)竞穷，需要先將它緩存到一個(gè)緩沖區(qū)瘾带。 Java NIO的緩沖導(dǎo)向方法略有不同看政。數(shù)據(jù)讀取到一個(gè)它稍后處理的緩沖區(qū)允蚣，需要時(shí)可在緩沖區(qū)中前后移動(dòng)嚷兔。這就增加了處理過(guò)程中的靈活性冒晰。但是竟块，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)彩郊。而且秫逝，需確保當(dāng)更多的數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)時(shí)违帆，不要覆蓋緩沖區(qū)里尚未處理的數(shù)據(jù)刷后。
2尝胆、阻塞與非阻塞IO
?????Java IO的各種流是阻塞的含衔。這意味著，當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用read() 或 write()時(shí)缓呛，該線程被阻塞哟绊，直到有一些數(shù)據(jù)被讀取票髓，或數(shù)據(jù)完全寫(xiě)入炬称。該線程在此期間不能再干任何事情了玲躯。Java NIO的非阻塞模式跷车，使一個(gè)線程從某通道發(fā)送請(qǐng)求讀取數(shù)據(jù)朽缴，但是它僅能得到目前可用的數(shù)據(jù)密强，如果目前沒(méi)有數(shù)據(jù)可用時(shí)，就什么都不會(huì)獲取系冗，而不是保持線程阻塞掌敬，所以直至數(shù)據(jù)變的可以讀取之前奔害，該線程可以繼續(xù)做其他的事情华临。 非阻塞寫(xiě)也是如此银舱。一個(gè)線程請(qǐng)求寫(xiě)入一些數(shù)據(jù)到某通道寻馏，但不需要等待它完全寫(xiě)入诚欠，這個(gè)線程同時(shí)可以去做別的事情轰绵。 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操作左腔，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）液样。
3巧还、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)輸入通道麸祷，你可以注冊(cè)多個(gè)通道使用一個(gè)選擇器阶牍，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(xiě)入的通道死相。這種選擇機(jī)制，使得一個(gè)單獨(dú)的線程很容易來(lái)管理多個(gè)通道生宛。
三陷舅、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工具箱莱睁，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(lèi)的API調(diào)用仰剿。
2.數(shù)據(jù)處理南吮。
3.用來(lái)處理數(shù)據(jù)的線程數(shù)部凑。
1涂邀、API調(diào)用
當(dāng)然比勉，使用NIO的API調(diào)用時(shí)看起來(lái)與使用IO時(shí)有所不同敷搪，但這并不意外，因?yàn)椴⒉皇莾H從一個(gè)InputStream逐字節(jié)讀取嫂便，而是數(shù)據(jù)必須先讀入緩沖區(qū)再處理毙替。
2厂画、數(shù)據(jù)處理
使用純粹的NIO設(shè)計(jì)相較IO設(shè)計(jì)袱院，數(shù)據(jù)處理也受到影響忽洛。
在IO設(shè)計(jì)中欲虚，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)流欣喧，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。換句話說(shuō)酷鸦，一旦reader.readLine()方法返回臼隔，你就知道肯定文本行就已讀完妄壶， readline()阻塞直到整行讀完丁寄，這就是原因伊磺。你也知道此行包含名稱(chēng)屑埋；同樣，第二個(gè)readline()調(diào)用返回的時(shí)候敲街，你知道這行包含年齡等多艇。 正如你可以看到像吻，該處理程序僅在有新數(shù)據(jù)讀入時(shí)運(yùn)行萧豆，并知道每步的數(shù)據(jù)是什么涮雷。一旦正在運(yùn)行的線程已處理過(guò)讀入的某些數(shù)據(jù)轻局，該線程不會(huì)再回退數(shù)據(jù)（大多如此）览爵。下圖也說(shuō)明了這條原則：
而一個(gè)NIO的實(shí)現(xiàn)會(huì)有所不同蜓竹，下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(48);
int bytesRead = inChannel.read(buffer);
注意第二行俱济，從通道讀取字節(jié)到ByteBuffer蛛碌。當(dāng)這個(gè)方法調(diào)用返回時(shí)蔚携，你不知道你所需的所有數(shù)據(jù)是否在緩沖區(qū)內(nèi)克饶。你所知道的是矾湃，該緩沖區(qū)包含一些字節(jié)，這使得處理有點(diǎn)困難远豺。假設(shè)第一次 read(buffer)調(diào)用后躯护，讀入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)只有半行棺滞，例如，“Name:An”枉证，你能處理數(shù)據(jù)嗎室谚？顯然不能秒赤，需要等待入篮，直到整行數(shù)據(jù)讀入緩存潮售，在此之前酥诽，對(duì)數(shù)據(jù)的任何處理毫無(wú)意義盆均。所以泪姨，你怎么知道是否該緩沖區(qū)包含足夠的數(shù)據(jù)可以處理呢肮砾？好了仗处，你不知道婆誓。發(fā)現(xiàn)的方法只能查看緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)郁轻。其結(jié)果是文留，在你知道所有數(shù)據(jù)都在緩沖區(qū)里之前燥翅，你必須檢查幾次緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)森书。這不僅效率低下凛膏，而且可以使程序設(shè)計(jì)方案雜亂不堪。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)，并返回真或假镊折，這取決于緩沖區(qū)是否已滿骂因。換句話說(shuō)寒波，如果緩沖區(qū)準(zhǔn)備好被處理俄烁，那么表示緩沖區(qū)滿了级野。
bufferFull()方法掃描緩沖區(qū)页屠，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，下一個(gè)讀入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)可能無(wú)法讀到正確的位置辰企。這是不可能的风纠，但卻是需要注意的又一問(wèn)題。
如果緩沖區(qū)已滿牢贸，它可以被處理竹观。如果它不滿，并且在你的實(shí)際案例中有意義十减，你或許能處理其中的部分?jǐn)?shù)據(jù)栈幸。但是許多情況下并非如此。下圖展示了“緩沖區(qū)數(shù)據(jù)循環(huán)就緒”：
四帮辟、總結(jié)
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），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)雜并炮。
如果需要管理同時(shí)打開(kāi)的成千上萬(wàn)個(gè)連接澜搅，這些連接每次只是發(fā)送少量的數(shù)據(jù)饵溅，例如聊天服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)NIO的服務(wù)器可能是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。同樣逝变，如果你需要維持許多打開(kāi)的連接到其他計(jì)算機(jī)上宴咧，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桃笙，可能是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。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，一次發(fā)送大量的數(shù)據(jù)铭乾，也許典型的IO服務(wù)器實(shí)現(xiàn)可能非常契合捌斧。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.
