Java NIO

简介

Java NIO（New I/O）是 Java 1.4 中引入的一套新的 I/O API，它与传统的 Java I/O 模型相比具有以下优势：

• 非阻塞 I/O：NIO 的 I/O 操作是非阻塞的，这意味着线程不会在 I/O 操作期间阻塞。这使得 NIO 非常适合高并发应用。
• I/O 多路复用：NIO 支持 I/O 多路复用，这意味着一个线程可以同时处理多个 I/O 操作。这使得 NIO 能够有效地利用系统资源。
• 面向缓冲区的 I/O：NIO 的 I/O 操作是面向缓冲区的，这意味着数据在读写操作之前会被缓存到缓冲区中。这使得 NIO 能够提高 I/O 操作的效率。

NIO 的核心组件

NIO 由以下三个核心组件组成：

• 通道（Channel）：通道是 NIO 中 I/O 操作的基本单位。它表示一个连接到 I/O 源或目标的通信路径。
• 缓冲区（Buffer）：缓冲区是用于存储 I/O 操作数据的内存区域。
• 选择器（Selector）：选择器用于监视多个通道上的 I/O 事件。

NIO 的工作原理

NIO 的工作原理可以概括为以下几个步骤：

1. 打开一个通道。
2. 创建一个缓冲区。
3. 将数据读入或写出缓冲区。
4. 使用选择器监视通道上的 I/O 事件。
5. 当 I/O 事件发生时，处理该事件。

NIO 的代码示例

以下是一个简单的 NIO 代码示例：

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;

public class NioServer {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 打开一个ServerSocketChannel
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();

        // 绑定端口
        serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));

        // 设置为非阻塞模式
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);

        // 创建一个选择器
        Selector selector = Selector.open();

        // 将ServerSocketChannel注册到选择器上，并监听ACCEPT事件
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

        while (true) {
            // 阻塞等待事件发生
            selector.select();

            // 遍历所有发生的事件
            for (SelectionKey key : selector.selectedKeys()) {
                // 处理ACCEPT事件
                if (key.isAcceptable()) {
                    // 接受连接
                    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();

                    // 将SocketChannel注册到选择器上，并监听READ事件
                    socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                }

                // 处理READ事件
                if (key.isReadable()) {
                    // 读取数据
                    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                    int bytesRead = socketChannel.read(buffer);

                    // 处理数据
                    // ...

                    // 将SocketChannel注册到选择器上，并监听READ事件
                    socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                }
            }
        }
    }
}

这个示例代码创建了一个简单的 NIO 服务器，该服务器可以监听端口 8080 上的连接。当有新的连接请求到来时，服务器会接受连接并将其注册到选择器上。然后，服务器会使用选择器监视所有已连接的通道上的 I/O 事件。当有数据可读时，服务器会读取数据并进行处理。

总结

Java NIO 是一种强大的 I/O API，它可以用于开发高性能、高并发的网络应用。