NIO-簡單入門

前段時間在學習項目中加入了Dubbo框架，說實話，也就用一下，至于原理，是真的不懂多少。這不，當我想要了解Dubbo的原理時，出現了個陌生詞匯Netty，這下好了，一個沒搞懂，又來一個，那就學Netty唄，然鵝，是這么簡單嗎，Netty的底層是NIO，what?啥是NIO鴨，那從這篇開始，我就扒一扒NIO那些事，其實NIO還能往深了扒，什么計組、操作系統等，奈何我層次不夠，暫且不扒了，等我學習下

先來說下傳統IO（BIO）

傳統的IO指的是平常用到的那些輸入流/輸出流、字節(jié)流/字符流等，IO是面向流的，單向的，IO的各種流都是阻塞的，即在進行read()和write()操作時，線程直接阻塞，該線程將不能做任何事情；當來了新的請求，就只能重新開一個線程來處理這個請求，但也同樣會阻塞

再說下NIO

NIO是在JDK1.4中新出現的內容，其作用和IO是一致的，但是實現方法和作用是不同的，它是面向緩沖區(qū)、雙向操作的、非阻塞的IO

IO和NIO的區(qū)別

面向流與面向緩沖

IO是面向流進行操作的，即每次從流中讀一個或多個字節(jié)，直到讀取所有的字節(jié)，這些數據沒有被緩存起來，需要一次性讀取或寫入，且在此過程中線程是阻塞狀態(tài)；六種的數據不能移動，如果需要移動，需要將六種的數據放到緩沖區(qū)中
NIO是面向緩沖區(qū)的，即數據是被讀取到緩沖區(qū)中，可以基于緩沖區(qū)對其中的數據進行移動等操作，但是需要判斷該緩沖區(qū)中是否包含所需的數據，且需要保證當緩沖區(qū)內數據未處理完成時，不能被新的數據覆蓋掉

阻塞IO與非阻塞IO

IO的各種流都是阻塞的，當一個線程調用流的read()或write()時，該線程會被阻塞，直到有一些數據被讀取，或數據完全寫入，期間不能干其他事情，CPU轉去處理其他線程，假設一個線程監(jiān)聽一個端口，一天只會有幾次請求進來，但是CPU不得不為該線程不斷的做上下文切換，而且大部分切換都是以阻塞告終，這是極其浪費系統資源的
非阻塞IO，是一個線程在讀操作時，如果沒有數據可讀，就什么都不會獲取，而不是阻塞；寫操作時，再將數據寫入某個通道時，不需要等它完全寫入，這個線程就可以去做其他事情了NIO通信是利用事件驅動機制，而不是監(jiān)聽機制，事件到了再觸發(fā)，NIO線程之間通過wait、notify等方式通知，保證每次上下文切換都有意義，避免系統資源的浪費

選擇器

Java?NIO的選擇器就是將每個請求通道都注冊進來，然后對這些通道進行監(jiān)視，由專門的線程來選擇通道進行執(zhí)行，這種選擇機制，可以使一個單獨的線程很容易的來管理多個通道

NIO的主要元素

通道（channel）:標識打開到IO設備（如：文件、套接字）的鏈接，跟IO中的流差不多，負責傳輸

通道的主要實現類    FileChannel    SocketChannel    ServerSocketChannel    DatagramChannel通道的獲取（1）Java針對支持通道的類提供了getChannel()方法  本地IO：    FileInputStream/FileOutputStream    RandomAccessFile  網絡IO：    Socket    ServerSocket    DatagramSocket(2)在JDK1.7中的NIO.2  針對各個通道提供了靜態(tài)方法 open()(3)在JDK1.7中的NIO.2  的Files工具類的newByteChannel()

緩沖區(qū)（Buffer）:Java NIO中的Buffer用于和NIO通道進行交互。數據是從通道讀入緩沖區(qū)，從緩沖區(qū)寫入到通道中的

作用：數據的操作主要是在緩沖區(qū)中處理，負責存儲結構：底層是數組，用來存儲不同數據類型的數據分類：ByteBuffer、CharBuffer、ShortBuffer、IntBuffer、LongBuffer、FloatBuffer、DoubleBufferAPI:  allocate():獲取緩沖區(qū)  allocateDirect()：分配直接緩沖區(qū)  put():存入數據到緩沖區(qū)中  get():獲取緩沖區(qū)中的數據??flip():切換讀模式? reset()：恢復到mark位置  hasRemaining():查看緩沖區(qū)中是否還有可操作的數據??remaining():獲取緩沖區(qū)中可操作的數據??compact():清除已經讀過的數據??rewind():可重復讀，將position置為0四個核心屬性：??capacity:容量，表示緩沖區(qū)中最大存儲數據的容量，一旦聲明不能改變  limit:界限，表示緩沖區(qū)中可以操作數據的大?。╨imit后面的數據不能讀寫）  position:位置，表示緩沖區(qū)中正在操作數據的位置  mark:位置，標記的位置  0 < mark < position <= limit <= capacity直接緩沖區(qū)和非直接緩沖區(qū)  非直接緩沖區(qū)：通過allocate()方法分配緩沖區(qū)，將緩沖區(qū)建立在JVM的內存中  直接緩沖區(qū)：通過allocateDirect()方法分配直接緩沖區(qū)，將緩沖區(qū)建立在物理內存中，可以提高效率獲取直接緩沖區(qū)的方式：  ByteBuffer.allocateDirect  通道內存映射文件：    FileChannel inChannel = FileChannel.open(...)    MappedByteBuffer inMapperBuf = inChannel.map(...)?使用Buffer讀寫數據一般遵循以下四個步驟：    寫入數據到Buffer    調用flip()方法    從Buffer中讀取數據    調用clear()方法或者compact()方法

選擇器(Selector)：管理所有的通道，根據選擇鍵來對應處理通道

Selector可以監(jiān)聽的事件類型  讀：SelectionKey.OP_READ  寫：SelectionKey.OP_WRITE  連接：SelectionKey.OP_CONNECT  接收：SelectionKey.OP_ACCEPT監(jiān)聽多個事件可以用?“|”?位或操作符進行連接

今天就先說到這里，其實很多概念看下代碼更容易理解，后面的話會對內容再進行補充，包括學習下netty，dubbo等原理

由于篇幅問題，文中不展示大篇幅的代碼，示例代碼均已上傳到碼云，如需更詳細的了解，請自行下載代碼進行測試

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