JAVA NIO 简介 (netty源码死磕1.1)

川长思鸟来 2022-01-07 12:59 113阅读 0赞

**【基础篇】netty 源码死磕1.1:**

**JAVA NIO简介**

### 1. **JAVA NIO简介** ###

Java 中 New I/O类库 是由 Java 1.4 引进的异步 IO。由于之前老的I/O类库是阻塞I/O，New I/O类库的目标就是要让Java支持非阻塞I/O，所以，更多的人喜欢称之为非阻塞I/O（Non-block I/O）。

NIO弥补了原来同步阻塞I/O的不足，它在标准Java代码中提供了高速的、面向块的I/O。

Java NIO 由以下几个核心部分组成:

Channel

Buffer

Selector

#### 1.1. **NIO 和 OIO 的对比** ####

旧的IO（OIO） 和 NIO 的区别主要体现在三个方面：

（1）OIO 基于流(Stream oriented)，而 NIO 基于 Buffer (Buffer oriented)；

（2）OIO 操作是阻塞的，而 NIO 操作是非阻塞的；

（3）OIO 没有 selector 概念，而 NIO 有 selector 概念.

旧的IO（OIO） 是面向字节流或字符流的，在一般的OIO操作中，我们以流式的方式顺序地从一个 Stream 中读取一个或多个字节，因此，我们也就不能随意改变读取指针的位置。

而在 NIO 中，而是引入了 Channel 和 Buffer 的概念。在 NIO 中，只需要从 Channel 中读取数据到 Buffer 中，或将数据从 Buffer 中写入到 Channel。并且，不像OIO 那样是顺序操作，在NIO 中，我们可以随意地读取任意位置的数据.

#### 1.2. **阻塞和非阻塞** ####

在OIO中，Java 提供的各种 stream 流操作都是阻塞的，例如我们调用一个 read 方法读取一个文件的内容，那么调用 read 的线程会被阻塞住，直到 read 操作完成。

而 NIO 的非阻塞模式允许我们非阻塞地进行 IO 操作。 例如我们需要从网络中读取数据。在 NIO 的非阻塞模式中，当我们调用 read 方法时，如果此时有数据，则 read 读取并返回； 如果此时没有数据，则 read 直接返回，而不会阻塞当前线程。

NIO的非阻塞，是如何做到的呢？

使用的是通道和通道的多路复用技术。先来看通道Channel。

#### 1.3. **Channel** ####

OIO中，通常来说，一个连接使用有两个流，一个输入流一个输出流。通过两个流不断的进行输入和输出。

与之相对应，NIO中，通常来说，一个连接就是一个通道Channel表示，所有的 NIO 的 I/O 操作都是从 Channel 开始的。 一个 channel 类似于OIO中的两个 stream的结合体。

#### 1.4. **selector** ####

通道Channel要进行多路复用，基础就是选择器selector。

Selector是何方神圣？

这是一个IO事件的查询器，通过 Selector，一个线程可以查询多个 Channel 的 IO 事件的就绪状态。

我们要做的工作，就是将要进行状态查询的Channel（相当于流）注册到选择器Seletor中。当我们向一个 Selector 中注册了 Channel 后，Selector 内部的机制就可以自动地为我们不断地查询(select) 这些注册的 Channel 是否有已就绪的 IO 事件(例如可读，可写，网络连接完成等)。

通过这样的 Selector 机制，我们就可以很简单地使用一个线程高效地管理多个 Channel 了。

#### 1.5. **Java NIO Buffer** ####

当我们需要与 NIO Channel 进行交互时，我们就需要使用到 NIO Buffer，即数据从 Buffer读取到 Channel 中，并且从 Channel 中写入到 Buffer 中。

Buffer的使用，也是NIO非阻塞的重要的前提和基础之一。

下面结合实例和源码实例，开启JAVA NIO的死磕之路。次序从Buffer，然后到Channel，最后讲最复杂的 Selector多路复用器。

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### 源码： ###

代码工程: JavaNioDemo.zip

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