NIO

在 NIO（Nonblocking IO，非阻塞 IO）出现之前，Java 是通过传统的 Socket 来实现基本的网络通信功能的。

以服务端为例，其实现基本流程如图所示。

如果客户端还没有对服务端发起连接请求，那么 accept 就会阻塞[阻塞指的是暂停一个线程的执行以等待某个条件发生（例如某资源就绪）]。

如果连接成功，当数据还没有准备好的时候，对 read 的调用同样会阻塞。

当要处理多个连接的时候，就需要采用多线程的方式，由于每个线程都拥有自己的栈空间，而且由于阻塞会导致大量线程进行上下文切换，使得程序的运行效率非常低下。

因此在 J2SE 1.4 中引入了 NIO 来解决这个问题。

NIO 通过 Selector、Channels 和 Buffers 来实现非阻塞的 IO 操作。

NIO 是指 New I/O，既然有 New I/O，那么就会有 Old I/O，Old I/O 是指基于流的 I/O 方法。

NIO 是在 Java 1.4 中被纳入 JDK 中的，它最主要的特点是，提供了基于 Selector 的异步网络 I/O，使得一个线程可以管理多个连接。

基于 NIO 处理多个连接的结构图：

生成缩略图出错：无法将缩略图保存到目标地点

在介绍 NIO 的原理之前，首先介绍几个重要的概念：Channel（通道）、Buffer（缓冲区）和 Selector（选择器）。

Channel（通道）

为了更容易地理解什么是 Channel，这里以 InputStream 为例来介绍什么是 Channel。

传统的 IO 中经常使用下面的代码来读取文件：

import java.io.*;

public class NIOTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        File file = new File("input.txt");
        InputStream is = new FileInputStream(file);
        byte[] b = new byte[1024];
        int read = 0;
        while ((read = is.read(b)) != -1) {
            //处理读取到的数据
        }
        is.close();

    }

}

InputStream 其实就是一个用来读取文件的通道。只不过 InputStream 是一个单向的通道，只能用来读取数据。

而 NIO 中的 Channel 是一个双向的通道，不仅能读取数据，而且还能写入数据。

Buffer（缓冲区）

在上面的示例代码中，InputStream 把读取到的数据放在了 byte 数组中，如果用 OutputStream 写数据，那么也可以把 byte 数组中的数据写到文件中。

而在 NIO 中，数据只能被写到 Buffer 中，同理，读取的数据也只能放在 Buffer 中，由此可见 Buffer 是 Channel 用来读写数据的非常重要的一个工具。

Selector（选择器）

Selector 是 NIO 中最重要的部分，是实现一个线程管理多个连接的关键，它的作用就是轮询所有被注册的 Channel，一旦发现 Channel 上被注册的事件发生，就可以对这个事件进行处理。

Buffer

在 Java NIO 中，Buffer 主要的作用就是与 Channel 进行交互。

它本质上是一块可读写数据的内存，这块内存中有很多可以存储 byte、int、char 等的小单元。

这块内存被包装成 NIO Buffer 对象，并提供了一组方法，来简化数据的读写。

在 Java NIO 中，核心的 Buffer 有7类，如图：