Java NIO 簡介
JAVA NIO有兩種解釋：一種叫非阻塞IO（Non-blocking I/O），另一種也叫新的IO（New I/O），其實是同一個概念。它是一種同步非阻塞的I/O模型，也是I/O多路複用的基礎，已經被越來越多地應用到大型應用服務器，成爲解決高併發與大量連接、I/O處理問題的有效方式。
NIO是一種基於通道和緩衝區的I/O方式，它可以使用Native函數庫直接分配堆外內存（區別於JVM的運行時數據區），然後通過一個存儲在java堆裏面的DirectByteBuffer對象作爲這塊內存的直接引用進行操作。這樣能在一些場景顯著提高性能，因爲避免了在Java堆和Native堆中來回複製數據。
Java NIO組件
NIO主要有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(緩衝區), Selector（選擇器）。傳統IO是基於字節流和字符流進行操作（基於流），而NIO基於Channel和Buffer(緩衝區)進行操作，數據總是從通道讀取到緩衝區中，或者從緩衝區寫入到通道中。Selector(選擇區)用於監聽多個通道的事件（比如：連接打開，數據到達）。因此，單個線程可以監聽多個數據通道。
Buffer
Buffer（緩衝區）是一個用於存儲特定基本類型數據的容器。除了boolean外，其餘每種基本類型都有一個對應的buffer類。Buffer類的子類有ByteBuffer, CharBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer, IntBuffer, LongBuffer, ShortBuffer 。
Channel
Channel（通道）表示到實體，如硬件設備、文件、網絡套接字或可以執行一個或多個不同 I/O 操作（如讀取或寫入）的程序組件的開放的連接。Channel接口的常用實現類有FileChannel（對應文件IO）、DatagramChannel（對應UDP）、SocketChannel和ServerSocketChannel（對應TCP的客戶端和服務器端）。Channel和IO中的Stream(流)是差不多一個等級的。只不過Stream是單向的，譬如：InputStream, OutputStream.而Channel是雙向的，既可以用來進行讀操作，又可以用來進行寫操作。
Selector
Selector（選擇器）用於監聽多個通道的事件（比如：連接打開，數據到達）。因此，單個的線程可以監聽多個數據通道。即用選擇器，藉助單一線程，就可對數量龐大的活動I/O通道實施監控和維護。
Java NIO的簡單實現
public class Demo1 {
private static Integer port = 8080;
// 通道管理器(Selector)
private static Selector selector;
private static ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(1, 10, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedTransferQueue<>(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
public static void main(String[] args) {
try {
// 創建通道ServerSocketChannel
ServerSocketChannel open = ServerSocketChannel.open();
// 將通道設置爲非阻塞
open.configureBlocking(false);
// 綁定到指定的端口上
open.bind(new InetSocketAddress(port));
// 通道管理器(Selector)
selector = Selector.open();
/**
* 將通道(Channel)註冊到通道管理器(Selector)，併爲該通道註冊selectionKey.OP_ACCEPT事件
* 註冊該事件後，當事件到達的時候，selector.select()會返回，
* 如果事件沒有到達selector.select()會一直阻塞。
*/
open.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
// 循環處理
while (true) {
/**
* 當註冊事件到達時，方法返回，否則該方法會一直阻塞
* 該Selector的select()方法將會返回大於0的整數，該整數值就表示該Selector上有多少個Channel具有可用的IO操作
*/
int select = selector.select();
System.out.println("當前有 " + select + " 個channel可以操作");
// 一個SelectionKey對應一個就緒的通道
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
// 獲取事件
SelectionKey key = iterator.next();
// 移除事件，避免重複處理
iterator.remove();
// 客戶端請求連接事件，接受客戶端連接就緒
if (key.isAcceptable()) {
accept(key);
} else if (key.isReadable()) {
// 監聽到讀事件，對讀事件進行處理
threadPoolExecutor.submit(new NioServerHandler(key));
}
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 處理客戶端連接成功事件
*
* @param key
*/
public static void accept(SelectionKey key) {
try {
// 獲取客戶端連接通道
ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel) key.channel();
SocketChannel sc = ssc.accept();
sc.configureBlocking(false);
// 給通道設置讀事件，客戶端監聽到讀事件後，進行讀取操作
sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
System.out.println("accept a client : " + sc.socket().getInetAddress().getHostName());
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 監聽到讀事件，讀取客戶端發送過來的消息
*/
public static class NioServerHandler implements Runnable {
private SelectionKey selectionKey;
public NioServerHandler(SelectionKey selectionKey) {
this.selectionKey = selectionKey;
}
@Override
public void run() {
try {
if (selectionKey.isReadable()) {
SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
// 從通道讀取數據到緩衝區
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
// 輸出客戶端發送過來的消息
socketChannel.read(buffer);
buffer.flip();
System.out.println("收到客戶端" + socketChannel.socket().getInetAddress().getHostName() + "的數據：" + new String(buffer.array()));
//將數據添加到key中
ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(buffer.array());
// 將消息回送給客戶端
socketChannel.write(outBuffer);
selectionKey.cancel();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}