NIO 入门.chm,NIO 入门.chm

**NIO（New Input/Output）是Java编程语言中用于替代标准I/O（BIO，Blocking I/O）的一组API，它提供了非阻塞式的I/O操作方式，极大地提升了Java在处理I/O密集型应用时的性能。NIO在Java 1.4版本中被引入，之后在后续版本中不断得到增强和完善。** NIO的核心概念主要包括通道（Channel）、缓冲区（Buffer）、选择器（Selector）等。 1. **通道（Channel）**：通道是数据传输的途径，它类似于流，但不同于流只能单向流动，通道可以进行双向数据传输。常见的通道有FileChannel、SocketChannel、ServerSocketChannel和DatagramChannel等。 2. **缓冲区（Buffer）**：缓冲区是NIO中数据存储的主要对象，它是内存块的抽象，用于在通道和应用程序之间传输数据。Java NIO提供了多种类型的缓冲区，如ByteBuffer、CharBuffer、IntBuffer、FloatBuffer等，每种缓冲区对应不同的数据类型。 3. **选择器（Selector）**：选择器是NIO中的多路复用器，它允许单个线程监控多个通道，当这些通道准备就绪进行读写操作时，选择器会通知程序。通过使用选择器，可以实现高并发的服务器端设计，如Epoll或Select模型。 4. **非阻塞I/O**：在BIO中，如果一个线程正在进行I/O操作，那么它会被阻塞，直到I/O操作完成。而在NIO中，读写操作不会阻塞线程，而是返回一个状态表示是否可以继续进行操作，从而提高系统资源利用率。 5. **文件通道（FileChannel）**：FileChannel用于文件的读写，它支持映射文件到内存，以及文件的随机访问。通过MappedByteBuffer，可以直接将文件映射到内存，提高文件读写的效率。 6. **网络I/O**：NIO为TCP和UDP提供了SocketChannel和DatagramChannel，用于处理网络连接。SocketChannel用于TCP连接，而DatagramChannel则用于UDP的无连接通信。 7. **通道与缓冲区的交互**：数据总是通过通道读入缓冲区，再从缓冲区写入通道。例如，从文件读取数据时，会先将数据读入到ByteBuffer，然后再从ByteBuffer中读取数据；写入文件时，先将数据写入到ByteBuffer，然后通过FileChannel将数据写入文件。 8. **聚合操作（Scatter/Gather）**：NIO支持数据的分散读取（Scatter）和聚集写入（Gather），即可以从多个缓冲区分散读取数据，也可以将数据聚集到多个缓冲区进行写入。 9. **文件锁（File Locking）**：NIO提供了一种锁定文件部分区域的能力，这对于多线程或多进程共享文件时的数据同步非常重要。 NIO的使用虽然相对复杂，但它提供了更高效、灵活的I/O操作方式，尤其适用于处理大量并发连接的服务器应用。了解并掌握NIO的这些核心概念和技术，对于提升Java应用的性能和设计高质量的系统架构至关重要。