很多人在學(xué)習(xí)NIO的時候都會忽略一些小細節(jié)，而這些細節(jié)正巧就是NIO網(wǎng)絡(luò)編程中必不可少的。今天就來跟小編一起了解真正的NIO。

NIO 是一種同步非阻塞的 IO 模型。同步是指線程不斷輪詢 IO 事件是否就緒，非阻塞是指線程在等待 IO 的時候，可以同時做其他任務(wù)。同步的核心就是 Selector，Selector 代替了線程本身輪詢 IO 事件，避免了阻塞同時減少了不必要的線程消耗；非阻塞的核心就是通道和緩沖區(qū)，當(dāng) IO 事件就緒時，可以通過寫道緩沖區(qū)，保證 IO 的成功，而無需線程阻塞式地等待。

Buffer：

為什么說NIO是基于緩沖區(qū)的IO方式呢？因為，當(dāng)一個鏈接建立完成后，IO的數(shù)據(jù)未必會馬上到達，為了當(dāng)數(shù)據(jù)到達時能夠正確完成IO操作，在BIO（阻塞IO）中，等待IO的線程必須被阻塞，以全天候地執(zhí)行IO操作。為了解決這種IO方式低效的問題，引入了緩沖區(qū)的概念，當(dāng)數(shù)據(jù)到達時，可以預(yù)先被寫入緩沖區(qū)，再由緩沖區(qū)交給線程，因此線程無需阻塞地等待IO。

通道：

當(dāng)執(zhí)行：SocketChannel.write(Buffer)，便將一個buffer寫到了一個通道中。如果說緩沖區(qū)還好理解，通道相對來說就更加抽象。網(wǎng)上博客難免有寫不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤剑菀资钩鯇W(xué)者感到難以理解。

引用Java NIO中權(quán)威的說法：通道是I/O傳輸發(fā)生時通過的入口，而緩沖區(qū)是這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩碓椿蚰繕?biāo)。對于離開緩沖區(qū)的傳輸，您想傳遞出去的數(shù)據(jù)被置于一個緩沖區(qū)，被傳送到通道。對于傳回緩沖區(qū)的傳輸，一個通道將數(shù)據(jù)放置在您所提供的緩沖區(qū)中。

例如有一個服務(wù)器通道ServerSocketChannel serverChannel，一個客戶端通道SocketChannel clientChannel；服務(wù)器緩沖區(qū)：serverBuffer，客戶端緩沖區(qū)：clientBuffer。

當(dāng)服務(wù)器想向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)時，需要調(diào)用：clientChannel.write(serverBuffer)。當(dāng)客戶端要讀時，調(diào)用clientChannel.read(clientBuffer)

當(dāng)客戶端想向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)時，需要調(diào)用：serverChannel.write(clientBuffer)。當(dāng)服務(wù)器要讀時，調(diào)用serverChannel.read(serverBuffer)

這樣，通道和緩沖區(qū)的關(guān)系似乎更好理解了。在實踐中，未必會出現(xiàn)這種雙向連接的蠢事（然而這確實存在的，后面的內(nèi)容還會涉及），但是可以理解為在NIO中：如果想將Data發(fā)到目標(biāo)端，則需要將存儲該Data的Buffer，寫入到目標(biāo)端的Channel中，然后再從Channel中讀取數(shù)據(jù)到目標(biāo)端的Buffer中。

Selector：

通道和緩沖區(qū)的機制，使得線程無需阻塞地等待IO事件的就緒，但是總是要有人來監(jiān)管這些IO事件。這個工作就交給了selector來完成，這就是所謂的同步。

Selector允許單線程處理多個Channel。如果你的應(yīng)用打開了多個連接（通道），但每個連接的流量都很低，使用Selector就會很方便。

要使用Selector，得向Selector注冊Channel，然后調(diào)用它的select()方法。這個方法會一直阻塞到某個注冊的通道有事件就緒，這就是所說的輪詢。一旦這個方法返回，線程就可以處理這些事件。

Selector中注冊的感興趣事件有：

OP_ACCEPT

OP_CONNECT

OP_READ

OP_WRITE

優(yōu)化：

一種優(yōu)化方式是：將Selector進一步分解為Reactor，將不同的感興趣事件分開，每一個Reactor只負責(zé)一種感興趣的事件。這樣做的好處是：1、分離阻塞級別，減少了輪詢的時間；2、線程無需遍歷set以找到自己感興趣的事件，因為得到的set中僅包含自己感興趣的事件。

NIO和epoll：

epoll是Linux內(nèi)核的IO模型。我想一定有人想問，AIO聽起來比NIO更加高大上，為什么不使用AIO？AIO其實也有應(yīng)用，但是有一個問題就是，Linux是不支持AIO的，因此基于AIO的程序運行在Linux上的效率相比NIO反而更低。而Linux是最主要的服務(wù)器OS，因此相比AIO，目前NIO的應(yīng)用更加廣泛。

說到這里，可能你已經(jīng)明白了，epoll一定和NIO有著很深的因緣。沒錯，如果仔細研究epoll的技術(shù)內(nèi)幕，你會發(fā)現(xiàn)它確實和NIO非常相似，都是基于“通道”和緩沖區(qū)的，也有selector，只是在epoll中，通道實際上是操作系統(tǒng)的“管道”。和NIO不同的是，NIO中，解放了線程，但是需要由selector阻塞式地輪詢IO事件的就緒；而epoll中，IO事件就緒后，會自動發(fā)送消息，通知selector：“我已經(jīng)就緒了。”可以認為，Linux的epoll是一種效率更高的NIO。

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以上就是動力節(jié)點java培訓(xùn)機構(gòu)的小編針對“學(xué)習(xí)Java編程，NIO你是否有了解”的內(nèi)容進行的回答，希望對大家有所幫助，如有疑問，請在線咨詢，有專業(yè)老師隨時為你服務(wù)。