NIO编程

NIO介绍

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.
1. NIO 有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(缓冲区), Selector(选择器)
2. NIO是 面向缓冲区编程的。数据读取到一个缓冲区中，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
3. 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。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。

NIO和 BIO的比较

1. BIO 以流的方式处理数据,而 NIO 以缓冲区的方式处理数据,缓冲区 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

NIO 三大核心原理示意图

一张图描述 NIO 的 Selector 、 Channel 和 Buffer 的关系

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. 每个 channel 都注册到 Selector选择器上
4. Selector不断轮询查看Channel上的事件, 事件是通道Channel非常重要的概念
5. Selector 会根据不同的事件，完成不同的处理操作
6. Buffer 就是一个内存块 ， 底层是有一个数组
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 , channel 是双向的.

缓冲区(Buffer)

缓冲区（Buffer）：缓冲区本质上是一个可以读写数据的内存块，可以理解成是一个数组，该对象
提供了一组方法，可以更轻松地使用内存块，，缓冲区对象内置了一些机制，能够跟踪和记录缓冲区的
状态变化情况。Channel 提供从网络读取数据的渠道，但是读取或写入的数据都必须经由 Buffer.

通道(Channel)

通常来说NIO中的所有IO都是从 Channel（通道） 开始的。NIO 的通道类似于流，但有些区别如下：
1. 通道可以读也可以写，流一般来说是单向的（只能读或者写，所以之前我们用流进行IO操作的时候
需要分别创建一个输入流和一个输出流）
2. 通道可以异步读写
3. 通道总是基于缓冲区Buffer来读写

Selector (选择器)

可以用一个线程，处理多个的客户端连接，就会使用到NIO的Selector(选择器). Selector 能够检测
多个注册的服务端通道上是否有事件发生，如果有事件发生，便获取事件然后针对每个事件进行相应的
处理。这样就可以只用一个单线程去管理多个通道，也就是管理多个连接和请求。

只有在通道真正有读写事件发生时，才会进行读写，就大大地减少了系统开销，并且不必为每个连接都
创建一个线程，不用去维护多个线程, 避免了多线程之间的上下文切换导致的开销

文章内容输出来源：拉勾教育Java高薪训练营