Java NIO系列2：NIO概述

基於NIO的IO與之前的BIO有所不同，NIO的核心部分主要由三個類組成：Channel、Selector和Buffer。

三者的之間的關係可以這樣理解：現在假設有兩個程式需要通訊，進行A首先將資料傳到程式A所在的緩衝區（位於作業系統使用者空間的緩衝區），然後緩衝區將資料釋放到通道中，資料流經通道，之後將通道的資料排出到程式B所在的緩衝區，程式B的程式程式碼就可以對程式B所在的緩衝區的資料進行一系列的操作了。這個過程並沒有出現Selector（選擇器），那麼選擇器是幹嘛的呢？說得簡單點，選擇器的作用是一個觀察者，可以讓執行緒監聽各個註冊通道中的事件，使得執行緒可以對註冊事件進行操作（比如連線的建立、斷開等）。

Channel可以理解為通道，是執行I/O操作的入口，資料可以流向通道，也可以從通道流出。

Channel介面的實現在Java中主要有以下幾個：

• FileChannel
• DatagramChannel
• SocketChannel
• ServerSocketChannel

Buffer則是緩衝區，緩衝區是裝了固定數量的容器，緩衝區的作用像一個儲存器，緩衝區可以被寫滿或者被釋放。如果把通道比作是I/O的入口，那麼緩衝區則是I/O的來源，通道的資料需要從緩衝區得到，通道的資料排出的地方也是緩衝區。如果理解TCP/IP的傳輸協議，這點應該不難理解。

Buffer介面的主要實現有：

• ByteBuffer（位元組緩衝區）
• CharBuffer
• DoubleBuffer
• FloatBuffer
• IntBuffer
• LongBuffer
• ShortBuffer

Selector是選擇器，選擇器通常與通道關聯，一個執行緒可以使用選擇器處理多個通道（可以理解為Web伺服器的多個連線），使用選擇器可以方便執行緒處理多個連線的觸發事件，比如開啟了連線、傳送了資料以及斷開連線等事件。而需要使用Selector僅僅需要將通道（連線）註冊到Selector上就可以。

所以Selector與Channel的關係是這樣的：

從圖中可以看到，服務端的執行緒通過使用Selector可以註冊多個連線Connection物件，這樣每個Connection主要監聽的事件發生，那麼就可以及時通知服務端的Thread物件，從而進行下一步的處理。區別於傳統的IO模型——每次有新的連線都需要阻塞等待，直到處理結束後再處理下一個Connection。可以看到，這種處理模型在高併發的場景會馬上崩掉。