NIO实现原理

1. 什么是NIO？

• NIO(No-blocking I/O)：Java中的非阻塞IO模型，允许单个线程处理多个连接，通过选择器（Selector）监控多个通道（Channel）的状态，实现高效的IO操作。

2. NIO实现原理

• 核心组件：
  • Channel(通道)： Channel类似于传统的流。Channel可以使读、写或者读写的，并且可以异步地进行IO操作。常见的Channel有FileChannel、SocketChannel、DatagramChannel等。
  • Buffer(缓冲区)： Buffer是一个用于存储数据的容器。所有数据都是从Channel读入到Buffer，或者从Buffer写入到Channel。常见的Buffer有ByteBuffer、CharBuffer等。Buffer对象包含三个重要的属性：position（当前位置）、limit（限制位置）和capacity（容量）。
  • Selector(选择器)： Selector是NIO的核心组件之一，它允许单个线程监控多个Channel的状态。当其中某个Channel发生读写事件时，可以通过Selector得到通知。

• 工作原理：
  1. 打开Channel：通过FileChannel、SocketChannel、ServerSocketChannel等类的静态方法open()打开一个通道。
  2. 创建Buffer：创建一个或多个Buffer，用于读取或写入数据。
  3. 将数据写入Channel：将数据写入Buffer，然后将Buffer中的数据写入Channel。
  4. 从Channel读取数据： 将Channel中的数据读取到Buffer中。
  5. 注册Channel到Selector：通过Selector监听一个或多个Channel，当Channel上发生感兴趣的事件时，Selector将通知程序。
  6. 处理事件：在一个循环中调用Selector的select()方法，该方法会阻塞直到至少一个注册的Channel发生了感兴趣的事件。然后通过迭代selectedKeys()获取SelectionKey，从而得知哪个Channel上发生了事件。