Java NIO 系列教程1

Java NIO，全称为New Input/Output，是Java平台从1.4版本开始引入的一个新的I/O API，它提供了一种不同于传统Java IO API的I/O工作方式。NIO的主要特点是基于通道（Channel）和缓冲区（Buffer）进行数据读写，并且支持非阻塞I/O操作和多路复用，这使得它在处理大量并发连接时表现出色。 1. **Java NIO概述** Java NIO的核心组件包括通道（Channel）、缓冲区（Buffer）和选择器（Selector）。通道是数据传输的路径，可以从通道读取数据到缓冲区，或者从缓冲区写入通道。缓冲区是存储数据的容器，它提供了一种高效、灵活的数据管理方式。选择器用于监听多个通道的事件，比如连接打开、数据到达，允许单个线程处理多个通道，提高了系统的并发性能。 2. **Java NIO与IO的区别** Java IO基于流（Stream）进行操作，数据是单向流动的，即从输入流读取数据到程序，或从程序写入数据到输出流。而NIO则是基于通道和缓冲区，数据可以在通道间双向传输。此外，Java NIO的非阻塞特性使得线程在等待数据时可以执行其他任务，提高了系统效率。 3. **通道（Channel）** Java NIO中的主要通道包括FileChannel、DatagramChannel、SocketChannel和ServerSocketChannel，分别对应文件操作、UDP网络通信、TCP网络通信和服务器端的TCP连接。 4. **缓冲区（Buffer）** Java NIO提供了多种类型的缓冲区，如ByteBuffer、CharBuffer、DoubleBuffer等，对应各种基本数据类型，它们提供了更高级的数据操作接口，如limit、capacity和position等，便于数据的读写和管理。 5. **分散/聚集（Scatter/Gather）** 分散/聚集是指在一次读写操作中，数据可以从多个缓冲区分散读取，或者向多个缓冲区聚集写入，提高了数据处理的灵活性。 6. **通道间的数据传输** NIO允许直接在通道之间进行数据传输，无需经过缓冲区，减少了数据拷贝的开销。 7. **选择器（Selector）** 选择器是NIO中的多路复用机制，一个线程可以通过选择器同时监控多个通道，当通道上有可读、可写或连接完成等事件发生时，选择器会通知线程进行处理。 8. **文件通道（File Channel）** 文件通道允许对文件进行直接读写，支持随机访问和文件映射到内存。 9. **Socket通道** Socket通道用于TCP网络通信，可以建立和管理客户端和服务器端的连接。 10. **ServerSocket通道** ServerSocket通道用于监听和接受来自客户端的TCP连接请求。 11. **Datagram通道** Datagram通道用于UDP网络通信，支持无连接的数据包发送和接收。 12. **管道（Pipe）** 管道是两个线程间进行单向数据传输的通道，常用于线程间通信。 Java NIO提供了更高效的I/O操作方式，特别是在高并发场景下，通过选择器和非阻塞I/O可以显著提高系统性能。然而，对于简单的文件读写或小规模并发应用，传统的Java IO API可能更容易理解和使用。开发者应根据实际需求选择合适的I/O模型。