NIO

NIO（Non-blocking IO）是Java 1.4引入的新IO API，支持面向缓冲区、基于通道的IO操作。

NIO概述

NIO含义

• Non-blocking IO（非阻塞IO）
• 也称为New IO

NIO与传统IO的区别

NIO核心组件

三大核心

1. Buffer：缓冲区，存储数据
2. Channel：通道，传输数据
3. Selector：选择器，多路复用（网络IO）

工作模式

数据源 ←────── Channel ←────── Buffer ←────── 程序
（文件）                    （缓冲区）

Buffer缓冲区

Buffer的作用

在内存中存储数据，程序读写Buffer，Buffer与Channel交互。

常用Buffer类型

Buffer核心属性

Buffer使用流程

// 1. 创建Buffer
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);  // 分配1024字节

// 2. 写入数据
buffer.put("Hello".getBytes());

// 3. 切换为读模式
buffer.flip();  // position置0，limit置已写数据量

// 4. 读取数据
byte[] data = new byte[buffer.limit()];
buffer.get(data);

// 5. 清空，准备再次写入
buffer.clear();  // position置0，limit置capacity

关键：写后必须flip()切换为读模式，读后clear()清空准备下次写入。

Channel通道

Channel的作用

连接数据源，负责数据传输，可双向读写。

常用Channel类型

FileChannel使用

从文件读取

// 创建FileChannel
FileChannel channel = new FileInputStream("test.txt").getChannel();

// 创建Buffer
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

// 从Channel读取到Buffer
int bytesRead = channel.read(buffer);
while (bytesRead != -1) {
    buffer.flip();  // 切换为读模式
    // 处理buffer数据
    buffer.clear(); // 清空准备下次读取
    bytesRead = channel.read(buffer);
}
channel.close();

写入文件

FileChannel channel = new FileOutputStream("test.txt").getChannel();
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
buffer.put("Hello World".getBytes());
buffer.flip();  // 切换为读模式
channel.write(buffer);  // 从Buffer写到Channel
channel.close();

文件复制（高效）

FileChannel src = new FileInputStream("source.jpg").getChannel();
FileChannel dest = new FileOutputStream("target.jpg").getChannel();

// transferTo高效复制（底层优化）
src.transferTo(0, src.size(), dest);

src.close();
dest.close();

Selector选择器

Selector的作用

多路复用，一个线程管理多个Channel，适合高并发网络应用。

使用场景

• 服务器需要同时处理多个客户端连接
• 避免为每个连接创建线程
• 非阻塞模式提高并发能力

基本流程（网络IO）

// 1. 创建Selector
Selector selector = Selector.open();

// 2. 注册Channel到Selector
SocketChannel channel = SocketChannel.open();
channel.configureBlocking(false);  // 设置非阻塞
channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);  // 注册读事件

// 3. 选择就绪的Channel
while (true) {
    int readyCount = selector.select();  // 等待事件
    if (readyCount == 0) continue;
    
    Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
    for (SelectionKey key : keys) {
        if (key.isReadable()) {
            // 处理读取
        }
    }
    keys.clear();
}

Selector用于网络IO，文件IO通常不需要Selector。

NIO适用场景

建议：简单场景用传统IO，高并发/大文件用NIO。

要点总结

• NIO面向缓冲区，传统IO面向流
• NIO核心：Buffer、Channel、Selector
• Buffer存储数据，flip/clear切换读写模式
• Channel双向传输，FileChannel处理文件
• Selector多路复用，适合高并发网络
• 简单场景传统IO，高并发/大文件用NIO
• transferTo高效复制大文件