Java高并发教程:Java NIO简介
Java NIO
Java NIO 全程未 Java New IO类库,目的是让Java支持非阻塞IO(Non-Block IO),故很多人也称之为 Java Non-Block IO。原先的阻塞式IO也被称为OIO(Old IO)。总体上来说,NIO弥补了原来面向流的OIO同步阻塞的不足,未标准Java代码提供了高速的、面向缓存区的IO。
Java NIO主要由以下三个核心组件构成:
- Channel(通道)
- Buffer(缓存区)
- Selector(选择器)
当然,JavaNIO,属于IO多路复用模型。
NIO 与 OIO对比
Java中,NIO与OIO的区别,体现在三个方面:
- OIO是面向流的,NIO是面向缓存区的。
- OIO的操作是阻塞的,NIO是非阻塞的。
- OIO没有选择器的概念。
简单解释一下三个区别:
- 面向缓存区指的是NIO不像OIO那样只能顺序读写字节,而是可以随意地读取Buffer中任意未知的数据。
- 非阻塞指的是,当我们调用read方法时,如果没有数据,read直接返回,而不会阻塞当前线程。
选择器是操作系统提供的一种系统调用,可知,NIO的底层需要操作系统的支持。
通道
在OIO中,同一个网络连接会关联到两个流:一个输入流(InputStream),另一个输出流(Output Stream)。通过这两个流,不断地进行输入和输出的操作。
在NIO中,同一个网络连接使用一个通道表示,所有的NIO的IO操作都是从通道开始的。一个通道类似于OIO中的两个流的结合体,既可以从通道读取,也可以向通道写入。
Selector选择器
IO多路复用:
一个进程/线程可以同时监视多个文件描述符(一个网络连接,操作系统底层使用一个文件描述符来表示),一旦其中的一个或者多个文件描述符可读或者可写,系统内核就通知该进程/线程。
选择器其实是一个IO时间的查询器。通过选择器,一个线程可以查询多个通道的IO事件的就绪状态。
实现IO多路复用,从具体的开发层面来说,首先把通道注册到选择器中,然后通过选择器内部的机制,可以查询(select)这些注册的通道是否有已经就绪的IO事件(例如可读、可写、网络连接完成等)。
我们可以很简单地使用一个线程,通过选择器去管理多个通道。这是非常高效的,这种高效来自于Java的选择器组件Selector,以及其背后的操作系统底层的IO多路复用的支持。
缓存区
通道的读取,就是将数据从通道读取到缓冲区中;通道的写入,就是将数据从缓冲区中写入到通道中。缓冲区的使用,是面向流的OIO所没有的,也是NIO非阻塞的重要前提和基础之一。
Buffer类的四个重要属性:
参考资料
- 《Nerry、Redis、Zookeeper高并发实战》
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