NIO編程一直是Java知識(shí)體系中的一個(gè)重點(diǎn)。前幾年的時(shí)間面試的門(mén)檻是了解NIO,現(xiàn)在就不一樣了,最起碼也要精通NIO,因此學(xué)習(xí)javaNIO編程是非常有必要的。這篇文章就開(kāi)始對(duì)NIO進(jìn)行一個(gè)認(rèn)識(shí)。本文參考了慕課網(wǎng)，特在此說(shuō)明。

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一、認(rèn)識(shí)NIO

1、什么是BIO?

想要學(xué)習(xí)NIO，那我們就必須先要認(rèn)識(shí)一下BIO，在JDK1,4之前，我們使用網(wǎng)絡(luò)連接的時(shí)候一直都是使用的BIO，也就是阻塞式，網(wǎng)絡(luò)模型是下面這個(gè)樣子的。

上面這個(gè)網(wǎng)絡(luò)模型是這樣的。

(1)server創(chuàng)建初始化一些預(yù)備工作之后，就開(kāi)始等待客戶端client的鏈接

(2)client開(kāi)始鏈接server。

(3)server一旦請(qǐng)求到client的請(qǐng)求之后就會(huì)開(kāi)啟一個(gè)線程去處理。

就好比是只有一家餐飲店，每進(jìn)來(lái)一個(gè)顧客，我們就需要去創(chuàng)建一個(gè)線程去處理。這就是BIO。他的缺點(diǎn)可想而知。如果客戶端很多的話，server就必須要開(kāi)啟很多個(gè)Thread去處理，這樣也太麻煩了。畢竟像淘寶微信這樣的平臺(tái)好幾億人再用，而且請(qǐng)求量這么大，總不能開(kāi)啟幾億個(gè)線程去處理吧。這時(shí)候在jdk1.4就出現(xiàn)了NIO。

2、出現(xiàn)了NIO

既然BIO有這么多的缺點(diǎn)，java官方肯定也明白，于是在jdk1.4的時(shí)候及時(shí)的加入了NIO。

這個(gè)跟上一個(gè)的區(qū)別我們來(lái)捋一下：

(1)一個(gè)客戶端進(jìn)來(lái)之后首先加入到Set中

(2)server時(shí)刻輪詢著這個(gè)set，一旦發(fā)現(xiàn)有客戶端連接進(jìn)來(lái)就開(kāi)始handler

(3)多個(gè)client連接進(jìn)來(lái)的時(shí)候，都保存在這個(gè)set中，這樣我們就可以輪詢處理多個(gè)client了。

這就NIO，他的優(yōu)點(diǎn)從上面的圖也可以看出來(lái)。我們可能只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)Thread就可以處理所有的client了。當(dāng)然每一個(gè)client要做的事情不一樣，有的是連接請(qǐng)求，有的是讀寫(xiě)請(qǐng)求，這時(shí)候server就可以根據(jù)不同的請(qǐng)求使用不同的handler了。再給出一張圖看一下：

當(dāng)然，這只是列舉出了NIO的特點(diǎn)，還有大致網(wǎng)絡(luò)模型，想要去真正的了解他，還是代碼來(lái)的直接。

二、代碼實(shí)現(xiàn)

1、基本概念

在正式開(kāi)始代碼的編寫(xiě)之前，我們還要先認(rèn)識(shí)一下涉及到的幾個(gè)類(lèi)。

(1)channel

它相當(dāng)于是一個(gè)通道，這個(gè)通道是流通數(shù)據(jù)的，我們既可以從通道中讀取數(shù)據(jù)，又可以寫(xiě)數(shù)據(jù)到通道。常見(jiàn)的channel有四個(gè)：FileChannel、DatagramChannel、SocketChannel、ServerSocketChannel。

FileChannel 從文件中讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。

DatagramChannel 能通過(guò)UDP讀寫(xiě)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。

SocketChannel 能通過(guò)TCP讀寫(xiě)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。

ServerSocketChannel可以監(jiān)聽(tīng)新進(jìn)來(lái)的TCP連接，像Web服務(wù)器那樣。對(duì)每一個(gè)新進(jìn)來(lái)的連接都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)SocketChannel。

(2)Buffer

Buffer用于和通道進(jìn)行交互。數(shù)據(jù)是從通道讀入緩沖區(qū)，從緩沖區(qū)寫(xiě)入到通道中的。

使用Buffer讀寫(xiě)數(shù)據(jù)一般遵循以下四個(gè)步驟：

• 寫(xiě)入數(shù)據(jù)到Buffer
• 調(diào)用flip()方法
• 從Buffer中讀取數(shù)據(jù)
• 調(diào)用clear()方法或者compact()方法

(3)Selector

Selector(選擇器)能夠檢測(cè)一到多個(gè)NIO通道，并能夠知曉通道是否為諸如讀寫(xiě)事件做好準(zhǔn)備的組件。這樣，一個(gè)單獨(dú)的線程可以管理多個(gè)channel，從而管理多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接。

2、實(shí)現(xiàn)步驟

我們?cè)谶@里實(shí)現(xiàn)一個(gè)類(lèi)似于聊天室的案例，上面已經(jīng)把NIO涉及到的一些核心類(lèi)說(shuō)了一下，下面說(shuō)一下實(shí)現(xiàn)的步驟。這個(gè)步驟是要結(jié)合上面的圖來(lái)理解會(huì)比較容易一些：

第一步：創(chuàng)建Selector

第二步：創(chuàng)建ServerSocketChannel，綁定監(jiān)聽(tīng)端口

第三步：將Channel設(shè)置為非阻塞模式

第四步：將Channel注冊(cè)到Selector上，監(jiān)聽(tīng)連接事件

第五步：循環(huán)調(diào)用Selector的select方法，檢測(cè)就緒情況

第六步：調(diào)用selectedKeys方法獲取就緒channel集合

第七步：判斷就緒事件種類(lèi)，調(diào)用業(yè)務(wù)處理方法

第八步：根據(jù)業(yè)務(wù)需要決定是否再次注冊(cè)監(jiān)聽(tīng)事件，重復(fù)執(zhí)行第三步操作

有了這個(gè)步驟我們?cè)偃ゴa實(shí)現(xiàn)。

3、代碼實(shí)現(xiàn)

(1)server端代碼開(kāi)發(fā)

首先我們看一下服務(wù)器端

上面把server中基本的是步驟實(shí)現(xiàn)了?，F(xiàn)在開(kāi)始真正的去處理一下。

第一種情況：鏈接事件處理

第二種情況：讀寫(xiě)時(shí)間處理

到了第五步broadCast方法其實(shí)我們可以對(duì)此進(jìn)行一個(gè)變化，在這里我們實(shí)現(xiàn)的是廣播到其他所有client。但是如果是一對(duì)一聊天的話我們就可以單播到指定client。

這就是整個(gè)服務(wù)器端的開(kāi)發(fā)，當(dāng)然還要客戶端的開(kāi)發(fā)，我們同樣來(lái)看看。

(2)client端代碼開(kāi)發(fā)

客戶端代碼說(shuō)實(shí)話就比較輕松一點(diǎn)了。

我們就再來(lái)看看，客戶端如何處理服務(wù)器端返回的數(shù)據(jù)。

readHandler方法是如何讀取呢?

到這一步，整個(gè)客戶端的代碼就算是完成了，如果你仔細(xì)的捋一遍，其實(shí)整個(gè)流程還是很清晰的。

三、總結(jié)

雖然NIO這么好其實(shí)還是有很多缺點(diǎn)的，在上面的代碼量其實(shí)你就可以發(fā)現(xiàn)了，大量的代碼使得我們?cè)跇?gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)的時(shí)候超級(jí)麻煩，有時(shí)候正是這些技術(shù)的不完備，才造成了我們程序員工作量大，壓力大，但是科技的進(jìn)步畢竟是要一點(diǎn)一點(diǎn)發(fā)展的嘛。另外說(shuō)一句這個(gè)NIO還有一個(gè)大坑，就是Selector空輪詢的時(shí)候，導(dǎo)師CPU100%。不過(guò)這種情況我還沒(méi)試過(guò)。

想要精通NIO的話，這篇文章真的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，頂多算是入門(mén)把。想要真正認(rèn)識(shí)我覺(jué)得首先要深入源碼，然后就是實(shí)際場(chǎng)景中的使用，不過(guò)目前來(lái)看的話netty和mina框架要比java的NIO好的多，不單單是性能，更重要的是我們的開(kāi)發(fā)效率。算是在一定程度上避免了我們程序員“錢(qián)多話少死得快”的現(xiàn)象了吧。