NIO学习（一）：基本概念

柔情只为你懂 2023-06-09 10:18 11阅读 0赞

##### 背景 #####

1.  Java IO 和 NIO 相关知识都是研究内核空间和用户空间(应用程序)之间的相互关系：
    
    从内核空间拷贝到用户空间？**涉及到零拷贝知识**。
    
    用户空间等待内核空间准备数据？**阻塞知识**
    
    用户空间不等待内核空间准备数据？**非阻塞知识**
    
    用户空间去主动去内核空间读数据？**同步知识**
    
    内核空间准备好数据回调给用户空间？**异步知识**

--------------------

##### 基本概念 #####

1.  **阻塞IO（BIO，Blocking Input Output），JDK1.4以前**。  
    定义：A调用B，A一直等待B的返回，然后什么事也不做。
    
    Java IO具体过程：应用程序等待内核空间准备数据，一直等到数据准备好，其他什么事情也不做。
2.  **非阻塞（NIO， Non-Blocking Input Output），JDK1.4到JDK1.6**。  
    定义：A调用B，A不等待B的返回，转而去做其他事情。
    
    Java NIO具体过程：应用程序不等待内核空间准备数据。
3.  **同步（synchronize）**  
    广义上定义：A调用B，A等待B的返回，然后什么事也不做。
    
    具体过程：用户空间去主动去内核空间读数据。
4.  **异步（AIO， asynchronize Input Output）,JDK1.7及其以后**。  
    广义上定义：A调用B，A不等待B的返回，转而去做其他事情。
    
    Java AIO具体过程：内核空间准备好数据回调给用户空间。

###### Java IO 是阻塞IO ######

是面向**流**编程的，而且这个流 **要么是输入流，要么是输出流，** 只能是其中一个，不能同时既是输入流又是输出流。

###### Java NIO 非阻塞IO ######

1.  三个核心组件  
    **Selector**  
    **Channel**  
    **Buffer**
2.  是面向 **块（block）** 编程或者说面向 **缓冲区(buffer)** 编程。
3.  **Selector**  
    是**可选择Channel(SelectableChannel)对象的多路复用选择器**。**多路**是指可以多个Channel同时注册到Selector上。**复用**指的是这个Selector其实就是单线程的。选择器的概念来源是原来操作系统有个阻塞方法叫select，而现在操作系统的使用epoll方法，引申过来就使用了一个名称：选择器。然后根据它的特性，于是定义为**多路复用选择器**。
4.  **Channel**  
    Channel可以理解为java.io中的stream，这么理解是没有任何问题的。数据最开始是通过Channel写到Buffer中的，通过Buffer到我们的程序中的，不会直接从Channel到我们的应用程序。
5.  **Buffer**
    
    Buffer本身就是一块内存，底层实现上其实就是数组，读和写都是通过Buffer来实现的。  
    Buffer 它自身能够进行读和写，调用flip方法即可：Buffer.flip()重新给Buffer的属性position、limit赋值。在进行读和写转换的时候，一定要显示调用一下flip方法。

--------------------

##### 小结 #####

1.  从Java底层对IO操作的过程来理解：**阻塞和非阻塞，同步和异步概念**。
2.  理解Java IO和Java NIO定义是什么。
3.  Java IO底层：阻塞与非阻塞研究的是系统空间和外界输入与输出的关系；而同步与异步研究的是系统空间和用户空间关系。