NIO和IO(BIO)的区别及NIO编程介绍

IO(BIO)和NIO的区别：其本质就是阻塞和非阻塞的区别。

　　阻塞概念：应用程序在获取网络数据的时候，如果网络传输数据很慢，那么程序就一直等着，直到传输完毕为止。

　　非阻塞概念：应用程序直接可以获取已经准备就许好的数据，无需等待。

　　IO为同步阻塞形式，NIO为同步非阻塞形式。NIO并没有实现异步，在JDK1.7只后，升级了NIO库包，支持异步非阻塞通信模型即NIO2.0(AIO)

同步和异步：同步和异步一般是面向操作系统与应用程序对IO操作的层面上来区别的。

　　同步时，应用程序会直接参与IO读写操作，并且我们的应用程序会直接阻塞到某一方法上，直到数据准备就绪：或者采用轮询的策略实时检查数据的就绪状态，如果就绪则获取数据。

　　异步时，则所有的IO读写操作交给操作系统处理，与我们的应用程序没有直接关系，我们程序不需要关心IO读写，当操作系统完成了IO读写操作时，会给我们应用程序发送通知，我们的应用程序直接拿走数据即可。

同步说的是你的server服务端的执行方式

阻塞说的时具体的技术，接收数据的方式，状态(io,nio)

　　

NIO编程介绍

学习NIO编程，要先了解几个概念：

Buffer(缓冲区)、Channel(管道、通道)、Selector(选择器，多路复用器)

 Bufer:

buffer是一个对象，它包含一些要写入或者要读取的数据。在NIO类库中假如Buffer对象，体现了新库与原IO的一个重要的区别。在面向流的IO中，可以将数据直接写入或读取到Stream对象中。在NIO库中，所有数据都是用缓冲区处理的(读写)。缓冲区实质上是一个数组，通常它时一个字节数组(ByteBuffer)，也可以使用其他类型的数组。这个数组为缓冲区提供了数据的访问读写等操作属性，如位置、容量、上限等概念，具体参考API文档。

Buffer类型:我们最常用的就是ByteBuffer，实际上每一种java基本类型都对于了一种缓存区(除了Boolean类型)：

ByteBuffer   CharBuffer  ShortBuffer  IntBuffer  LongBuffer  FloatBuffer  DoubleBuffer

下面看一下IntBuffer的使用：

在put完数据后，一定要调用flip()方法，使position位置复位，然后才能通过遍历把每个数据取出来，其他的都可以看注释看清楚。

下面我们看一下打印结果：

可以清楚的看到buf里面的各个阶段的属性。下面看一下warp方法的使用

先看一下打印的结果：

然后在看一下jdk的api文档：

http://tool.oschina.net/apidocs/apidoc?api=jdk-zh

应该就能看的懂了。

下面看一下其他的方法：

看一下打印结果：

可以看的出来buf的方法都不太好用，但是Netty框架里面，对这个buffer做了很多的封装，使得Netty的buffer非常好用。

注意：在JDK的api中，在buf中放入数据后，一定要检查position的位置，在复位后，才能调用数据去获取buffer的内容。

下面看一下Channel

Channel，它就像自来水的管道一样，网络数据通过Channel读取和写入，通道与流不同支出在与通道是双向的，而流只是一个方向上移动(一个流必须是InputStream或者OutputStream的子类)，而通道可以用于读、写或者二者同时进行，最关键的是可以与多路复用器结合起来，有多种的状态位，方便多路复用器去识别。事实上通道分为两大类，一类是网络读写的(SelectableChannel)，一类是用于文件操作的(FileChannel)，我们使用的SocketChannel和ServerSocketChannel都是SelectableChannel的子类。

再看一下Selector

多路复用器(Selector)，他是NIO编程的基础，非常重要。多路复用器提供选择已经就绪的任务的能力。

简单说，就是Selector会不断的轮询注册在其上的通道(Channel),如果某个通道发生了读写操作，这个通道就处于就绪状态，会被Selector轮询出来，然后通过SelectionKey可以取得就绪的Channel集合，从而进行后续的IO操作。

一个多路复用器(Selector)可以负责成千上万的Channel通道，没有上线，这也是JDK使用了epoll代替了传统的select实现，获得连接句柄没有限制。这也就意味着我们只要一个线程负责Sekector的轮询，就可以接入成千上万个客户端，这是JDK NIO库的巨大进步。

Selector线程就类似一个管理者(Master)，管理了成千上万和管道，然后轮询那个管道的数据已经准备好，通知cpu执行IO的读取或写入操作。

Selector模式：当IO事件(管道)注册到选择器之后，selector会分配给每个管道一个key值，相当于标签。selector选择器是以轮询的方式进行查找注册的所有IO事件(管道)，当我们的IO事件(管道)准备就绪后，select就会识别，会通过key值来找到相应的管道，进行相关的数据处理操作(从管理里读或写数据，写到我们的数据缓冲区中)。

每个管道都会对选择器进行注册不同的事件状态，以便选择器查找。

　　SelectionKey.OP_CONNECT

　　SelectionKey.OP_ACCEPT

　　SelectionKey.OP_READ

　　SelectionKey.OP_WRITE

下面看一个实例：

先看一端server端的代码：

先解读一下上面的代码，先看一下run方法，在这个方法中，selector复用器去轮询注册在上面的通道的key，轮询的不只是ServerSocketChannel,还注册在上面的SockerChannel，在最开始，selector上肯定只有一个ServerSocketChannel，此时，这个通道肯定是处于阻塞状态的，这个时候调用accept方法，去监听接入的SockerChannel通道，如果没有接入，就一直处于阻塞状态，如果有SocketChannel接入，就把SocketChannel注册到selector上，然后因为run方法是无限循环的，在遍历到SocketChannel通道时，检测到状态是可读状态，就开始执行read方法，读取客户端传递过来的消息。并打印一下结果。

下面看一下Client的代码：

客户端的代码比较简单，就是从键盘接收数据，然后传输给客户端。上面这种实现只是客户端给服务端发送数据。