Java NIO(Non-blocking Input/Output) 是Java 1.4版本引入的一种新的I/O模型，它是对传统IO模型的补充，旨在提供更高性能和更灵活的I/O操作。传统IO基于流，而NIO基于通道和缓冲区。
在传统的Java IO模型中，以网络应用为例，服务器通常会创建一个`ServerSocket`来监听特定端口，等待客户端的连接。当`ServerSocket`调用`accept()`方法时，会阻塞直到一个新的连接到来。一旦连接建立，服务器会为每个客户端创建一个新的线程来处理请求。这种方式的问题在于：
1. **阻塞问题**：`BufferedReader`的`readLine()`方法会阻塞直到缓冲区填满或客户端关闭连接。这可能导致服务器资源的浪费，因为线程在等待I/O完成时无法执行其他任务。
2. **内存管理**：每个线程都可能创建大量临时对象，如`String`，这些对象成为垃圾，需要频繁地进行垃圾回收，增加了系统的负担。
3. **线程开销**：使用大量线程处理请求会导致内存和CPU资源的消耗，尤其是当连接数增加时，线程池管理也会变得复杂。
为了解决这些问题，Java引入了NIO库。NIO的核心概念包括通道（Channels）和缓冲区（Buffers），以及选择器（Selectors）。
1. **通道**：通道类似于流，但可以进行双向数据传输。例如，`FileChannel`可以从文件读取数据，也可以向文件写入数据。
2. **缓冲区**：缓冲区用于在通道之间存储数据，避免了传统IO中频繁的内存到磁盘或网络的直接交互，提高了效率。在NIO中，数据读写都是通过缓冲区完成的，减少了不必要的对象创建。
3. **选择器**：选择器允许单一线程监控多个通道的事件，比如连接、读写等。这样，服务器可以高效地处理大量并发连接，而无需为每个连接创建单独的线程，降低了资源消耗。
对比传统IO读取文件的例子：
```java
// 传统IO读取
public void ioRead(String file) throws IOException {
FileInputStream in = new FileInputStream(file);
byte[] b = new byte[1024];
in.read(b);
System.out.println(new String(b));
}
// NIO读取
public void nioRead(String file) throws IOException {
FileInputStream in = new FileInputStream(file);
FileChannel channel = in.getChannel();
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
int bytesRead;
while ((bytesRead = channel.read(buffer)) != -1) {
buffer.flip();
while (buffer.hasRemaining()) {
System.out.print((char) buffer.get());
}
buffer.clear();
}
}
```
在这个例子中，NIO使用`FileChannel`和`ByteBuffer`，通过`channel.read(buffer)`方法读取数据，然后使用`flip()`和`get()`方法处理缓冲区中的数据，避免了阻塞读取，并且减少了对象创建。
Java NIO通过提供非阻塞的I/O操作和选择器机制，极大地提高了处理高并发I/O场景的性能，降低了资源消耗。然而，NIO的编程模型比传统的IO模型更复杂，需要对缓冲区和选择器有深入理解才能有效利用。因此，在实际应用中，开发者需要根据具体需求权衡是否采用NIO。
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