Java NIO通信基础

第3章    Java NIO通信基础

NIO弥补了原来面向流的OIO同步阻塞的不足，它为标准java代码提供了高速的、面向缓冲区的IO。

Java NIO由以下三个核心组件组成：

●Channel(通道)

●Buffer(缓冲区）

●Selector(选择器）

1.Channel(通道)

在OIO中，同一个网络连接会关联到两个流：一个输入流（Innut Stream），另一个输出流（OutpuStream）。通过这两个流，不断地进行输入和输出的操作。

在NIO中，同一个网络连接使用一个通道表示，所有的NIO的IO操作都是从通道开始的。一个通道类似于OIO中的两个流的结合体，既可以从通道读取，也可以向通道写入。

2.Selector 选择器

首先，回顾一个基础的问题，什么是IO多路复用？指的是一个进程/线程可以同时监视多个文件描述符（一个网络连接，操作系统底层使用一个文件描述符来表示），一旦其中的一个或者多个文件描述符可读或者可写，系统内核就通知该进程/线程。在Java应用层面，如何实现对多个文件描述符的监视呢？需要用到一个非常重要的JavaNIO组件——Selector选择器。

选择器的神奇功能是什么呢？它一个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。

实现IO多路复用，从具体的开发层面来说，首先把通道注册到选择器中，然后通过选择器内部的机制，可以查询（select）这些注册的通道是否有已经就绪的10事件（例如可读、可写、网络连接完成等）。

一个选择器只需要一个线程进行监控，换句话说，我们可以很简单地使用一个线程，通过选择器去管理多个通道。这是非常高效的，这种高效来自Java的选择器组件 Selector，以及其背后的操作系统底层的IO多路复用的支持。

与OIO相比，使用选择器的最大优势：系统开销小，系统不必为每一个网络连接（文件描述符）创建进程/线程，从而大大减小了系统的开销。

3. 缓冲区（Buffer）

应用程序与通道（Channel）主要的交互操作，就是进行数据的read读取和write写入。为了完成如此大任，NIO为大家准备了第三个重要的组件——NIO Buffer（NIO缓冲区）。通道的读取，就是将数据从通道读取到缓冲区中；通道的写入，就是将数据从缓冲区中写入到通道中。

缓冲区的使用，是面向流的OIO所没有的，也是NIO非阻塞的重要前提和基础之一。