java NIO入门（中英+代码）

Java NIO，全称为Non-Blocking Input/Output（非阻塞输入/输出），是Java从1.4版本开始引入的一种I/O模型，旨在提供一种更高效、更具控制力的I/O操作方式。与传统的 Blocking I/O（同步阻塞I/O）相比，NIO的核心特点是它允许多个通道在单线程中并发读写，从而提高了程序的执行效率。 在传统I/O模型中，每次进行读写操作时，都需要等待数据传输完成才能进行其他任务，这就导致了线程的阻塞。而NIO则通过缓冲区（Buffer）和选择器（Selector）等机制，实现了非阻塞的方式，使得线程可以在等待数据准备的同时处理其他通道的事件，从而提高了系统的并发性能。 1. **缓冲区（Buffer）**：在NIO中，数据总是先被读入或写入缓冲区，而不是直接读写到通道。Buffer是一个可以存放特定类型数据的容器，如ByteBuffer、CharBuffer等，提供了更高效的数据存取方式。用户可以通过get()和put()方法来读写数据，并通过flip()、clear()和rewind()等方法来管理缓冲区的状态。 2. **通道（Channel）**：通道是数据进出的路径，可以读也可以写，比如FileChannel、SocketChannel等。通道与流的不同在于，流只能单向操作，而通道可以双向读写。通过FileChannel，我们可以实现文件的读写；SocketChannel用于网络通信，可以进行TCP或UDP的数据传输。 3. **选择器（Selector）**：选择器是NIO中的关键组件，它允许单个线程同时监控多个通道的事件。当一个通道准备好进行读写操作时，选择器会通知我们，这样我们就可以避免阻塞等待，提高系统资源利用率。注册通道到选择器后，可以使用select()方法获取已准备好的通道，然后进行相应的I/O操作。 4. **多路复用器（Multiplexing）**：NIO中的多路复用器就是选择器，它能够监控多个通道的读写事件，当某个通道有事件发生时，选择器会返回一个包含这些事件的集合，这样开发人员就可以根据这些事件来决定如何处理。 5. **管道（Pipe）**：管道主要用于线程间的通信，它提供了一种单向数据流的传递方式，两个线程可以通过Pipe的源端（Source）和Sink端（Sink）进行数据交换。 6. **文件锁（File Lock）**：Java NIO还提供了文件锁的功能，可以在读写文件时进行锁定，防止多个线程或进程同时修改同一文件，保证数据的一致性。 学习Java NIO需要理解这些基本概念，并通过实际编程练习来掌握其用法。在实际项目中，NIO常用于高并发的网络服务器，例如Tomcat、Netty等框架就大量使用了NIO技术。此外，对于大数据处理、文件操作等场景，NIO也能提供更好的性能优化。 在编程实践过程中，要注意NIO虽然提高了并发能力，但其API相对复杂，对开发者的要求较高，需要熟练掌握Buffer和Selector的使用。同时，NIO并不适用于所有场景，对于低并发、简单I/O操作的情况，传统的Blocking I/O可能更为合适。因此，合理选择和运用I/O模型是提升系统性能的关键。