【Java NIO】基本介绍与三大核心原理(缓冲区、通道、选择器)

一、Java NIO 基本介绍

  1. Java NIO 全称 java non-blocking IO,是指 JDK 提供的新 API。从 JDK1.4 开始,Java 提供了一系列改进的输入/输出的新特性,被统称为 NIO(即 New IO),是同步非阻塞的。

  2. NIO 相关类都被放在 java.nio 包及子包下,并且对原 java.io 包中的很多类进行改写。

  3. NIO 有三大核心部分:Channel(通道)Buffer(缓冲区), Selector(选择器)

  4. NIO是 面向缓冲区 ,或者面向 编程的。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区,需要时可在缓冲区中前后移动,这就增加了处理过程中的灵活性,使用它可以提供非阻塞式的高伸缩性网络

  5. Java NIO的非阻塞模式,使一个线程从某通道发送请求或者读取数据,但是它仅能得到目前可用的数据,如果目前没有数据可用时,就什么都不会获取,而不是保持线程阻塞,所以直至数据变的可以读取之前,该线程可以继续做其他的事情。 非阻塞写也是如此,一个线程请求写入一些数据到某通道,但不需要等待它完全写入,这个线程同时可以去做别的事情。

  6. 通俗理解:NIO是可以做到用一个线程来处理多个操作的。假设有10000个请求过来,根据实际情况,可以分配50或者100个线程来处理。不像之前的阻塞IO那样,非得分配10000个。

  7. HTTP2.0使用了多路复用的技术,做到同一个连接并发处理多个请求,而且并发请求的数量比HTTP1.1大了好几个数量级。而选择器(Selector)就是采用的多路复用技术。

二、NIO 和 BIO 的比较

  1. BIO 以流的方式处理数据,而 NIO 以块的方式处理数据,块 I/O 的效率比流 I/O 高很多
  2. BIO 是阻塞的,NIO 则是非阻塞的
  3. BIO基于字节流和字符流进行操作,而 NIO 基于 **Channel(通道)**和 **Buffer(缓冲区)**进行操作,数据总是从通道读取到缓冲区中,或者从缓冲区写入到通道中。Selector(选择器)用于监听多个通道的事件(比如:连接请求,数据到达等),因此使用单个线程就可以监听多个客户端通道 。

三、NIO 三大核心原理示意图

【Java NIO】基本介绍与三大核心原理(缓冲区、通道、选择器)_第1张图片

Selector 、 Channel 和 Buffer 的关系图
关系图的说明:

  1. 每个channel 都会对应一个Buffer
  2. Selector 对应一个线程, 一个线程对应多个channel(连接)
  3. 该图反应了有三个channel 注册到 该selector //程序
  4. 程序切换到哪个channel 是由事件决定的, Event 就是一个重要的概念
  5. Selector 会根据不同的事件,在各个通道上切换
  6. Buffer 就是一个内存块 , 底层是一个数组
  7. 数据的读取写入是通过Buffer, 这个和BIO , BIO 中要么是输入流,或者是输出流, 不能双向,但是NIO的Buffer 是可以读也可以写, 写的时候需要 flip 方法切换。
  8. channel 是双向的, 可以返回底层操作系统的情况, 比如Linux , 底层的操作系统 通道就是双向的.

你可能感兴趣的:(Java)