标签：alt clear str 不可用 locking open() copy write net
上文我们描述了五中IO类型。第一种同步阻塞模型我们我们称之为BIO(Blocking IO),
第三种IO复用模型我们称之为NIO(Nonblocking IO)。
上图我们可以很容易的发现 BIO会为每个socket请求创建一个线程，而NIO可以通过一个线程处理多个请求。当然，我们可以为BIO构建一个线程池，这是一种伪异步的BIO模型。BIO和NIO最大的区别还是在阻塞上面。
阻塞主要有两方面
server.accept() 通过观察InputStream的Api我们可以了解到，只有在下面三种情况下，BIO才会解除阻塞
1.有数据可读 2.可用数据已读取完毕 3.发送空指针或者I/O异常
所以，假如我们使用BIO进行网络消息传递，在网络不稳定的情况下，一次消息的传递需要花费30s，那这个bio的线程就需要阻塞30秒，假如所有的线程都阻塞30s，那系统基本就不可用了。
基于上述的问题，java推出了NIO。我们先用一段代码看看NIO的编程
public static void main(String[] args) throws Exception { // 打开一个ServerSocketChannel ServerSocketChannel socketChannel = ServerSocketChannel.open(); socketChannel.configureBlocking(Boolean.FALSE); // 获取ServerSocketChannel绑定的Socket ServerSocket socket = socketChannel.socket(); // 设置ServerSocket监听的端口 socket.bind(new InetSocketAddress(PORT)); System.out.println("开始等待客户端连接"); // 打开一个选择器 Selector selector = Selector.open(); // 将ServerSocketChannel注册到选择器上去并监听accept事件 socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); while (true) { // 这里会发生阻塞，等待就绪的通道 int select = selector.select(); // 没有就绪的通道则什么也不做 if (select == 0) { continue; } // 获取SelectionKeys上已经就绪的通道的集合 Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator(); // 遍历每一个Key while (iterator.hasNext()){ SelectionKey next = iterator.next(); if (next.isAcceptable()){ ServerSocketChannel channel = (ServerSocketChannel) next.channel(); SocketChannel socketChannel1 = channel.accept(); socketChannel1.register(selector,SelectionKey.OP_READ); }else if (next.isReadable()){ readDataFromSocket(next); } iterator.remove(); } } } private static ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(1024); private static void readDataFromSocket(SelectionKey next) throws IOException { SocketChannel sc = (SocketChannel)next.channel(); bb.clear(); while (sc.read(bb)>0){ bb.flip();// //告知在当前位置和限制之间是否有元素 while (bb.hasRemaining()){ System.out.println((char) bb.get()); } System.out.println(); bb.clear(); } }
java为NIO提供了全新的API，大致有以下三种
一个缓冲区对象是固定数量的数据的容器，其作用是一个存储器，或者分段运输区，在这里数据可被存储并在之后用于检索。从数据结构而言，缓冲区就是一个数组，通常是一个字节数组即ByteBuffer。每一种java基本类型都有对应的缓冲区
与socket类和SeverSocket类似。NIO提供了SocketChannel和ServerSocketChannel ，这两个新增的通道都支持阻塞和非阻塞模式，阻塞模式使用简单，但是性能和可靠性都不好。非阻塞模式则相反。Channel可以自由的设置阻塞对Java来说意义非常重大。试想下之前的BIO网络编程为什么一个连接必须要对应一个线程。由于NIO的channel可以设置非阻塞模式，我们完全可以通过一个线程接受多个socket请求。
有两点需要我们注意：
1.文件通道总是阻塞的,不能设置成非阻塞模式
2.Channel只能往Buffer中写入
选择器的作用是协调管理多个channel，selector定义了4种channel事件，每次channel注册的时候都必须定义好自己关心的是哪一种事件。注册完成后selector会一直阻塞，直到某些事件就绪。
public static final int OP_READ = 1 << 0; public static final int OP_WRITE = 1 << 2; public static final int OP_CONNECT = 1 << 3; public static final int OP_ACCEPT = 1 << 4;
在了解上述三个api之后，我们再简单分析下上述代码
1.创建ServerSocketChannel 2.设置ServerSocketChannel为非阻塞状态 3.监听端口 4.将ServerSocketChannel 注册到一个Selector 5.等待选择接受就绪事件，一旦接收到 即可做出相应的操作
如上图所示，NIO其实是有阻塞的环节的。那为什么我们仍然称NIO是同步非阻塞IO呢。这里主要涉及到一次完整的io请求是怎么进行读写的。
所有的系统I/O都分为两个阶段：
等待就绪和操作。举例来说，读函数，分为等待系统可读和真正的读；同理，写函数分为等待网卡可以写和真正的写。等待就绪的阻塞是不使用CPU的，是在“空等”；而真正的读写操作的阻塞是使用CPU的，真正在"干活"，而且这个过程非常快，属于memory copy，带宽通常在1GB/s级别以上，可以理解为基本不耗时。
对于BIO而言，如果TCP RecvBuffer里没有数据，函数会一直阻塞，直到收到数据，再阻塞的读到的数据。
对于NIO，如果TCP RecvBuffer有数据，就把数据从网卡读到内存，并且返回给用户；反之则直接返回0，永远不会阻塞。
所以，socket主要的读、写、注册和接收函数，在等待就绪阶段都是非阻塞的，真正的I/O操作是同步阻塞的（消耗CPU但性能非常高）。这部分的阻塞相对于BIO而言，是可以忽略不计的。所以我们可以认为NIO是非阻塞的。
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原文地址：https://www.cnblogs.com/xmzJava/p/9706672.html
