目录

1.NIO和IO的主要区别

1.1.面向流与面向缓冲

1.2.阻塞与非阻塞IO

2.Java NIO 核心API

2.1.Channel

2.2.Buffer

2.3.选择器（Selectors）

3.IO与NIO实现代码举例

3.1.IO实现输出流

3.2.IO实现输入流

IO是计算机中Input和Output简称，即输入和输出。 无论是系统、还是语言的设计中IO的设计都是异常复杂的。Java语言在IO设计方面是比较成功的，不仅是面向对象，而且利用装饰器设计模式（后面会写针对设计模式的文章）减少了大量的类，提供了较好的扩展性。

1.NIO和IO的主要区别

IO                NIO
面向流            面向缓冲
阻塞IO            非阻塞IO
无                选择器

1.1.面向流与面向缓冲

传统IO处理数据就像“小鸡啄米”，而NIO则是“狼吞虎咽”。

NIO中引入了缓冲区的概念，缓冲区作为传输数据的基本单位块，所有对数据的操作都是基于将数据移进/移出缓冲区而来；读数据的时候从缓冲区中取，写的时候将数据填入缓冲区。尽管传统JavaIO中也有相应的缓冲区过滤器流（BufferedInputStream等），但是移进/移出的操作是由程序员来包装的，它本质是对数据结构化和积累达到处理时的方便，并不是一种提高I/O效率的措施。NIO的缓冲区则不然，对缓冲区的移进/移出操作是由底层操作系统来实现的。

除了效率上的差别外，缓冲区在数据分析和处理上也带来的很大的便利和灵活性。

1.2.阻塞与非阻塞IO

传统JavaIO是基于阻塞I/O模型。这意味着，当一个线程调用read() 或 write()时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取，或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情了。 Java NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取。而不是保持线程阻塞，所以直至数据变的可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。 非阻塞写也是如此。一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。 线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道（channel）。

2.Java NIO 核心API

Java NIO 中Channel，Buffer 和 Selector 构成了核心的API。

基本上，所有的 IO 在NIO 中都从一个Channel 开始。Channel 有点象流。 数据可以从Channel读到Buffer中，也可以从Buffer 写到Channel中。

Selector允许单线程处理多个 Channel。如果你的应用打开了多个连接（通道），但每个连接的流量都很低，使用Selector就会很方便。例如，在一个聊天服务器中。

2.1.Channel

Channel（通道）和IO中的流是差不多一个等级的。只不过流是单向的，譬如：InputStream, OutputStream.而Channel是双向的，既可以用来进行读操作，又可以用来进行写操作。

NIO中的Channel的主要实现有：

FileChannel
DatagramChannel
SocketChannel
ServerSocketChannel
分别可以对应文件IO、UDP和TCP（Server和Client）

2.2.Buffer

NIO中的关键Buffer实现有：

ByteBuffer, CharBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer, IntBuffer, LongBuffer, ShortBuffer，

分别对应基本数据类型: byte, char, double, float, int, long, short。

2.3.选择器（Selectors）

Java NIO的选择器允许一个单独的线程来监视多个输入通道，你可以注册多个通道使用一个选择器，然后使用一个单独的线程来“选择”通道：这些通道里已经有可以处理的输入，或者选择已准备写入的通道。这种选择机制，使得一个单独的线程很容易来管理多个通道。

要使用Selector，得向Selector注册Channel，然后调用它的select()方法。这个方法会一直阻塞到某个注册的通道有事件就绪。一旦这个方法返回，线程就可以处理这些事件，事件的例子有如新连接进来，数据接收等。

3.IO与NIO实现代码举例

3.1.IO实现输出流

//输出流
    public static void outputStream() throws IOException{
        //创建一个File实例
        File file = new File("/home/wenhaibo/IOTest.txt");
        //FileOutputStream为文件输出流
        FileOutputStream out = new FileOutputStream(file);
        //将内容转换为字节码输出
        out.write("This is IOTest".getBytes());
        //强制输出内存中所有内容
        out.flush();
        //关闭输出流
        out.close();
    }

3.2.IO实现输入流

//输入流
    public static void inputStream() throws IOException{
        //创建一个File实例
        File file = new File("/home/wenhaibo/IOTest.txt");
        //FileInputStream为文件输入流
        FileInputStream in = new FileInputStream(file);
        byte[] b = new byte[1024];
        //将 byte.length 个字节的数据读入一个 byte 数组中
        int len =in.read(b);
        //将字节码转为字符串打印输出
        System.out.println(new String(b, 0, len));
        //关闭输入流
        in.close();
    }

3.3.NIO实现输出流

//使用NOI输出
    public static void inputNIOChannel() throws IOException {
        //创建一个File实例
        File file = new File("/home/wenhaibo/IOTest.txt");
        //FileInputStream为文件输入流
        FileInputStream in = new FileInputStream(file);
        //缓冲器向通道输入数据
        FileChannel fileChannel = in.getChannel();
        //创建一个容量为1024字节的ByteBuffer
        ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
        //写入数据到Buffer
        int bytesRead = fileChannel.read(buf);
        while(bytesRead != -1)
        {
            //回绕缓冲区（输出通道会从数据的开头而不是末尾开始）
            buf.flip();
            while(buf.hasRemaining())
            {
                System.out.print((char)buf.get());
            }
            /**
             * 压缩此缓冲区，compact方法会执行两个动作
             * 1.清除之前写好的字符
             * 2.通过标记位置为0
             * 这就为什么要结合filp()使用
             */
            buf.compact();
            //写入数据到Buffer
            bytesRead = fileChannel.read(buf);
        }
    }