Java-NIO和AIO总览

什么是NIO?

NIO是New I/O的简称,也叫做Nonblocking IO。它是在Java 1.4中被纳入到JDK中

  1. NIO是基于块(Block)的,它以块为基本单位处理数据 (硬盘上存储的单位也是按Block来存储,这样性能上比基于字节流的方式要好一些)。

  2. 为所有的原始类型提供(Buffer)缓存支持 。

  3. 增加通道(Channel)对象,作为新的原始 I/O 抽象。

  4. 支持锁(我们在平时使用时经常能看到会出现一些.lock的文件,这说明有线程正在使用这把锁,当线程释锁时,会把这个文件删除掉,这样其他线程才能继续拿到这把锁)和内存映射文件的文件访问接口 。

  5. 提供了基于Selector的异步多路非阻塞网络I/O。

块与流IO

IO是主存和外部设备 ( 硬盘、终端和网络等 ) 拷贝数据的过程。 IO 是操作系统的底层功能实现,底层通过 I/O 指令进行完成。 所有语言运行时系统提供执行 I/O 较高级别的工具。

  • 面向流I/O的系统,一次处理一个字节的数据。一个输入流会产生一个字节的数据,而一个输出流同样一次消费一个字节的数据。对于流式数据,很容易创建过滤器。可以相对简单地把几个过滤器连接在一起,每个过滤器完成自己的工作,也是按字节进行过滤,精细的处理机制。另一方面,面向流I/O的通信往往比较缓慢。Java IO包中的Stream(面向字节流,一次传送一个字节)和Reader、Writer(面向字符流,一次一个字符)类。
  • 面向块I/O的系统,以块为单位处理数据。每个操作步骤会生成或消费一个块的数据。以块为单位处理数据,其处理速度远快于以字节流为单位的方式。但是,与面向流I/O的通信相比,面向块I/O的通信缺乏优雅和简洁。
  • NIO是直接操作操作系统内存(allocateDirect()方法)IO是操作系统内存复制到JVM内存上的,再在JVM内存上进行操作的 。

Buffer和Channel

NIO提供了对原始类型数据缓存支持,Buffer和Channel总是成对出现。所有的从通道中的读写操作,都要经过Buffer,而通道就是io的抽象,通道的另一端就是操纵的文件。

从一个文件复制的例子开始

Java-NIO和AIO总览_第1张图片

Java-NIO和AIO总览_第2张图片

使用channel的步骤就是:

  1. 获取Channel对象
  1. 申请Buffer
  2. 建立Channel和Buffer的读写关系
  3. 关闭

Buffer

Channel

Selector与NIO

使用Selector进行代理,完成多路IO连接的复用和监听,要求Channel是NIO非阻塞的

  1. 在使用select.select()方法时不阻塞直接返回的bug,使得CPU消耗达到100%,可以采用官方bug库中提到的修改建议,但是在jdk 6u4后已经解决了。
  2. 在Linux2.6之后 NIO select基于epoll模式实现,即主动通知而不是程序轮询

Selector

NIO-Reactor模式

AIO

通常AIO比BIO有更高的效率、可伸缩性

AIO-Proactor模式

参考链接
https://my.oschina.net/hosee/blog/615269
http://www.importnew.com/24794.html
http://www.importnew.com/22623.html
http://www.importnew.com/20188.html
http://www.importnew.com/20267.html
http://www.importnew.com/20245.html
http://www.importnew.com/20232.html
并发编程网翻译的NIO资料
http://ifeve.com/overview/

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