NIO-简单入门-轻识

前段时间在学习项目中加入了Dubbo框架，说实话，也就用一下，至于原理，是真的不懂多少。这不，当我想要了解Dubbo的原理时，出现了个陌生词汇Netty，这下好了，一个没搞懂，又来一个，那就学Netty呗，然鹅，是这么简单吗，Netty的底层是NIO，what?啥是NIO鸭，那从这篇开始，我就扒一扒NIO那些事，其实NIO还能往深了扒，什么计组、操作系统等，奈何我层次不够，暂且不扒了，等我学习下

先来说下传统IO（BIO）

传统的IO指的是平常用到的那些输入流/输出流、字节流/字符流等，IO是面向流的，单向的，IO的各种流都是阻塞的，即在进行read()和write()操作时，线程直接阻塞，该线程将不能做任何事情；当来了新的请求，就只能重新开一个线程来处理这个请求，但也同样会阻塞

再说下NIO

NIO是在JDK1.4中新出现的内容，其作用和IO是一致的，但是实现方法和作用是不同的，它是面向缓冲区、双向操作的、非阻塞的IO

IO和NIO的区别

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

面向流与面向缓冲

IO是面向流进行操作的，即每次从流中读一个或多个字节，直到读取所有的字节，这些数据没有被缓存起来，需要一次性读取或写入，且在此过程中线程是阻塞状态；六种的数据不能移动，如果需要移动，需要将六种的数据放到缓冲区中
NIO是面向缓冲区的，即数据是被读取到缓冲区中，可以基于缓冲区对其中的数据进行移动等操作，但是需要判断该缓冲区中是否包含所需的数据，且需要保证当缓冲区内数据未处理完成时，不能被新的数据覆盖掉

阻塞IO与非阻塞IO

IO的各种流都是阻塞的，当一个线程调用流的read()或write()时，该线程会被阻塞，直到有一些数据被读取，或数据完全写入，期间不能干其他事情，CPU转去处理其他线程，假设一个线程监听一个端口，一天只会有几次请求进来，但是CPU不得不为该线程不断的做上下文切换，而且大部分切换都是以阻塞告终，这是极其浪费系统资源的
非阻塞IO，是一个线程在读操作时，如果没有数据可读，就什么都不会获取，而不是阻塞；写操作时，再将数据写入某个通道时，不需要等它完全写入，这个线程就可以去做其他事情了NIO通信是利用事件驱动机制，而不是监听机制，事件到了再触发，NIO线程之间通过wait、notify等方式通知，保证每次上下文切换都有意义，避免系统资源的浪费

选择器

Java NIO的选择器就是将每个请求通道都注册进来，然后对这些通道进行监视，由专门的线程来选择通道进行执行，这种选择机制，可以使一个单独的线程很容易的来管理多个通道

NIO的主要元素

通道（channel）:标识打开到IO设备（如：文件、套接字）的链接，跟IO中的流差不多，负责传输

通道的主要实现类    FileChannel    SocketChannel    ServerSocketChannel    DatagramChannel通道的获取（1）Java针对支持通道的类提供了getChannel()方法  本地IO：    FileInputStream/FileOutputStream    RandomAccessFile  网络IO：    Socket    ServerSocket    DatagramSocket(2)在JDK1.7中的NIO.2  针对各个通道提供了静态方法 open()(3)在JDK1.7中的NIO.2  的Files工具类的newByteChannel()

缓冲区（Buffer）:Java NIO中的Buffer用于和NIO通道进行交互。数据是从通道读入缓冲区，从缓冲区写入到通道中的

作用：数据的操作主要是在缓冲区中处理，负责存储结构：底层是数组，用来存储不同数据类型的数据分类：ByteBuffer、CharBuffer、ShortBuffer、IntBuffer、LongBuffer、FloatBuffer、DoubleBufferAPI:  allocate():获取缓冲区  allocateDirect()：分配直接缓冲区  put():存入数据到缓冲区中  get():获取缓冲区中的数据  flip():切换读模式  reset()：恢复到mark位置  hasRemaining():查看缓冲区中是否还有可操作的数据  remaining():获取缓冲区中可操作的数据  compact():清除已经读过的数据  rewind():可重复读，将position置为0四个核心属性：  capacity:容量，表示缓冲区中最大存储数据的容量，一旦声明不能改变  limit:界限，表示缓冲区中可以操作数据的大小（limit后面的数据不能读写）  position:位置，表示缓冲区中正在操作数据的位置  mark:位置，标记的位置  0 < mark < position <= limit <= capacity直接缓冲区和非直接缓冲区  非直接缓冲区：通过allocate()方法分配缓冲区，将缓冲区建立在JVM的内存中  直接缓冲区：通过allocateDirect()方法分配直接缓冲区，将缓冲区建立在物理内存中，可以提高效率获取直接缓冲区的方式：  ByteBuffer.allocateDirect  通道内存映射文件：    FileChannel inChannel = FileChannel.open(...)    MappedByteBuffer inMapperBuf = inChannel.map(...) 使用Buffer读写数据一般遵循以下四个步骤：    写入数据到Buffer    调用flip()方法    从Buffer中读取数据    调用clear()方法或者compact()方法

选择器(Selector)：管理所有的通道，根据选择键来对应处理通道

Selector可以监听的事件类型  读：SelectionKey.OP_READ  写：SelectionKey.OP_WRITE  连接：SelectionKey.OP_CONNECT  接收：SelectionKey.OP_ACCEPT监听多个事件可以用 “|” 位或操作符进行连接

今天就先说到这里，其实很多概念看下代码更容易理解，后面的话会对内容再进行补充，包括学习下netty，dubbo等原理

由于篇幅问题，文中不展示大篇幅的代码，示例代码均已上传到码云，如需更详细的了解，请自行下载代码进行测试

https://gitee.com/MaYunJerryLee/urmd-code-demo/tree/master/urmd-nio-demo