Java NIO及核心组件

Java NIO及核心组件

一、Java IO的演进

发现一篇讲Netty的文章：深入理解Netty。

在JDK1.4之前，在Java上所有的IO操作都是同步阻塞IO（BIO），因此那个时候对并发要求比较高的大型项目都用C/C++进行开发，因为C/C++可以直接使用操作系统提供的异步IO能力。

JDK1.4版本，提供了新的NIO类库，Java也可以支持非阻塞IO，称之为NIO。

JDK1.7版本，对NIO类库进行了升级，称之为NIO.2。

在Oracle JavaSE指导文档里，查到一篇文章：Java IO,NIO,NIO.2。

Java 的IO支持是在java.io和java.nio包下，目前这些包支持如下特性：

• 通过数据流（data streams）、序列化（serializable）和文件系统（file system）进行输入和输出；
• 字符集、编码器、解码器，用于在字节和Unicode字符之间转换；
• 访问文件、文件属性和文件系统；
• 用于使用一步或多路复用，非阻塞IO构建可扩展服务器的API；

1.1 Java NIO和Java NIO.2 的区别

Java最初通过在java.io报中提供File类用于读取文件系统。这个类代表一个文件或文件夹，允许你去执行一些操作，例如：检查一个文件或目录是否存在，获取文件属性，删除操作。但是，它有一些缺点，如：

• 那个File类缺少一些重要的方法，例如：拷贝方法；
• File类中定义的很多方法返回boolean类型，比如，一个错误出现，返回一个false，而不是抛出异常，开发这很难知道出错的确切原因；
• 没有提供很好的支持在符号链接上；
• 提供了一个非常有限的文件属性集；

java.nio包在java4中引入，关键特性如下：

• 管道（Channal）和选择器（Selectors）：一个管道是在底层文件系统特性的抽象，例如，内存映射文件。
• 缓存（Buffers）：缓存所有原始类（除了Boolean）；
• 字符集（Charset）、编码器（encoders）、解码器（decoders），用于在字节和Unicode字符之间转换；

java7中引入了java.nio.file之后，提供了更好的支持为：符号链接、文件属性的读取，以及专门支持通过Path、Paths、Files类扩展文件系统。

java7还引入了异步IO：AsynchronousSocketChannel，AsynchronousServerSocketChannel，AsynchronousFileChannel。

二、Java NIO上三个重要组件

Java NIO上有三个重要组件： Channel（通道），Buffer（缓冲区），Selector（选择器）。

（1）Channel

在OIO中，java的IO操作通过输入流（Input Stream）和输出流（Output Stream）进行输入和输出。JavaNIO中，Channel相当于输入流和输出流的结合体。既可以从Channel（通道）中读取，也可以向Channel（通道）写入。

（2）Buffer

对Channel（通道）的读取操作，就是把数据从通道读取到缓冲区；

对Channel（通道）的写入操作，就是将数据从缓冲区写入通道中；

（3）Selector

Selector对应“IO多路复用”模型中的select。它是一个IO事件的查询器，通过选择器，一个线程可以查询多个通道的IO事件的就绪状态。