一.NIO中的幾個(gè)基礎(chǔ)概念

　　在NIO中有幾個(gè)比較關(guān)鍵的概念：Channel（通道），Buffer（緩沖區(qū)），Selector（選擇器）。

　　首先從Channel說(shuō)起吧，通道，顧名思義，就是通向什么的道路，為某個(gè)提供了渠道。在傳統(tǒng)IO中，我們要讀取一個(gè)文件中的內(nèi)容，通常是像下面這樣讀取的：

　　publicclassTest { publicstaticvoidmain（String［］ args） throws IOException { File file =newFile（ “data.txt”）; InputStream inputStream = newFileInputStream（file）; byte［］ bytes =newbyte［ 1024］; inputStream.read（bytes）; inputStream.close（）; } }

　　這里的InputStream實(shí)際上就是為讀取文件提供一個(gè)通道的。

　　因此可以將NIO 中的Channel同傳統(tǒng)IO中的Stream來(lái)類(lèi)比，但是要注意，傳統(tǒng)IO中，Stream是單向的，比如InputStream只能進(jìn)行讀取操作，OutputStream只能進(jìn)行寫(xiě)操作。而Channel是雙向的，既可用來(lái)進(jìn)行讀操作，又可用來(lái)進(jìn)行寫(xiě)操作。

　　Buffer（緩沖區(qū)），是NIO中非常重要的一個(gè)東西，在NIO中所有數(shù)據(jù)的讀和寫(xiě)都離不開(kāi)Buffer。比如上面的一段代碼中，讀取的數(shù)據(jù)時(shí)放在byte數(shù)組當(dāng)中，而在NIO中，讀取的數(shù)據(jù)只能放在Buffer中。同樣地，寫(xiě)入數(shù)據(jù)也是先寫(xiě)入到Buffer中。

　　下面介紹一下NIO中最核心的一個(gè)東西：Selector?？梢哉f(shuō)它是NIO中最關(guān)鍵的一個(gè)部分，Selector的作用就是用來(lái)輪詢每個(gè)注冊(cè)的Channel，一旦發(fā)現(xiàn)Channel有注冊(cè)的事件發(fā)生，便獲取事件然后進(jìn)行處理。

　　比如看下面的這個(gè)例子：

　　用單線程處理一個(gè)Selector，然后通過(guò)Selector.select（）方法來(lái)獲取到達(dá)事件，在獲取了到達(dá)事件之后，就可以逐個(gè)地對(duì)這些事件進(jìn)行響應(yīng)處理。

　　二.Channel

　　在前面已經(jīng)提到，Channel和傳統(tǒng)IO中的Stream很相似。雖然很相似，但是有很大的區(qū)別，主要區(qū)別為：通道是雙向的，通過(guò)一個(gè)Channel既可以進(jìn)行讀，也可以進(jìn)行寫(xiě)；而Stream只能進(jìn)行單向操作，通過(guò)一個(gè)Stream只能進(jìn)行讀或者寫(xiě)；

　　以下是常用的幾種通道：

　　- FileChannel

　　- SocketChanel

　　- ServerSocketChannel

　　- DatagramChannel

　　通過(guò)使用FileChannel可以從文件讀或者向文件寫(xiě)入數(shù)據(jù)；通過(guò)SocketChannel，以TCP來(lái)向網(wǎng)絡(luò)連接的兩端讀寫(xiě)數(shù)據(jù)；通過(guò)ServerSocketChanel能夠監(jiān)聽(tīng)客戶端發(fā)起的TCP連接，并為每個(gè)TCP連接創(chuàng)建一個(gè)新的SocketChannel來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)；通過(guò)DatagramChannel，以UDP協(xié)議來(lái)向網(wǎng)絡(luò)連接的兩端讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。

　　下面給出通過(guò)FileChannel來(lái)向文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)的一個(gè)例子：

　　/** * Java學(xué)習(xí)交流QQ群：589809992 我們一起學(xué)Java！ */publicclassTest{publicstaticvoidmain（String［］ args） throwsIOException { File file =newFile（ “data.txt”）; FileOutputStream outputStream = newFileOutputStream（file）; FileChannel channel = outputStream.getChannel（）; ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate（ 1024）; String string = “java nio”; buffer.put（string.getBytes（））; buffer.flip（）; //此處必須要調(diào)用buffer的flip方法channel.write（buffer）; channel.close（）; outputStream.close（）; } }

　　通過(guò)上面的程序會(huì)向工程目錄下的data.txt文件寫(xiě)入字符串”java nio”，注意在調(diào)用channel的write方法之前必須調(diào)用buffer的flip方法，否則無(wú)法正確寫(xiě)入內(nèi)容，至于具體原因?qū)⒃谙缕┪闹芯唧w講述Buffer的用法時(shí)闡述。

　　三.Buffer

　　Buffer，故名思意，緩沖區(qū)，實(shí)際上是一個(gè)容器，是一個(gè)連續(xù)數(shù)組。Channel提供從文件、網(wǎng)絡(luò)讀取數(shù)據(jù)的渠道，但是讀取或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)都必須經(jīng)由Buffer。具體看下面這張圖就理解了：

　　上面的圖描述了從一個(gè)客戶端向服務(wù)端發(fā)送數(shù)據(jù)，然后服務(wù)端接收數(shù)據(jù)的過(guò)程?？蛻舳税l(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，必須先將數(shù)據(jù)存入Buffer中，然后將Buffer中的內(nèi)容寫(xiě)入通道。服務(wù)端這邊接收數(shù)據(jù)必須通過(guò)Channel將數(shù)據(jù)讀入到Buffer中，然后再?gòu)腂uffer中取出數(shù)據(jù)來(lái)處理。

　　在NIO中，Buffer是一個(gè)頂層父類(lèi)，它是一個(gè)抽象類(lèi)，常用的Buffer的子類(lèi)有：

　　- ByteBuffer

　　- IntBuffer

　　- CharBuffer

　　- LongBuffer

　　- DoubleBuffer

　　- FloatBuffer

　　- ShortBuffer

　　如果是對(duì)于文件讀寫(xiě)，上面幾種Buffer都可能會(huì)用到。但是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)來(lái)說(shuō)，用的最多的是ByteBuffer。

　　關(guān)于Buffer的具體使用以及它的limit、posiion和capacity這幾個(gè)屬性的理解在下一篇文章中講述。

　　四.Selector

　　Selector類(lèi)是NIO的核心類(lèi)，Selector能夠檢測(cè)多個(gè)注冊(cè)的通道上是否有事件發(fā)生，如果有事件發(fā)生，便獲取事件然后針對(duì)每個(gè)事件進(jìn)行相應(yīng)的響應(yīng)處理。這樣一來(lái)，只是用一個(gè)單線程就可以管理多個(gè)通道，也就是管理多個(gè)連接。這樣使得只有在連接真正有讀寫(xiě)事件發(fā)生時(shí)，才會(huì)調(diào)用函數(shù)來(lái)進(jìn)行讀寫(xiě)，就大大地減少了系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)，并且不必為每個(gè)連接都創(chuàng)建一個(gè)線程，不用去維護(hù)多個(gè)線程，并且避免了多線程之間的上下文切換導(dǎo)致的開(kāi)銷(xiāo)。

　　與Selector有關(guān)的一個(gè)關(guān)鍵類(lèi)是SelectionKey，一個(gè)SelectionKey表示一個(gè)到達(dá)的事件，這2個(gè)類(lèi)構(gòu)成了服務(wù)端處理業(yè)務(wù)的關(guān)鍵邏輯。