Java-NIO和AIO总览

作者: zhanglbjames | 来源:发表于2017-06-20 15:36 被阅读0次

NIO是New I/O的简称，也叫做Nonblocking IO。它是在Java 1.4中被纳入到JDK中

NIO是基于块（Block）的，它以块为基本单位处理数据（硬盘上存储的单位也是按Block来存储，这样性能上比基于字节流的方式要好一些）。
为所有的原始类型提供（Buffer）缓存支持。
增加通道（Channel）对象，作为新的原始 I/O 抽象。
支持锁（我们在平时使用时经常能看到会出现一些.lock的文件，这说明有线程正在使用这把锁，当线程释锁时，会把这个文件删除掉，这样其他线程才能继续拿到这把锁）和内存映射文件的文件访问接口。
提供了基于Selector的异步多路非阻塞网络I/O。

IO是主存和外部设备 ( 硬盘、终端和网络等 ) 拷贝数据的过程。 IO 是操作系统的底层功能实现，底层通过 I/O 指令进行完成。所有语言运行时系统提供执行 I/O 较高级别的工具。

面向流I/O的系统，一次处理一个字节的数据。一个输入流会产生一个字节的数据，而一个输出流同样一次消费一个字节的数据。对于流式数据，很容易创建过滤器。可以相对简单地把几个过滤器连接在一起，每个过滤器完成自己的工作，也是按字节进行过滤，精细的处理机制。另一方面，面向流I/O的通信往往比较缓慢。Java IO包中的Stream（面向字节流，一次传送一个字节）和Reader、Writer（面向字符流，一次一个字符）类。
面向块I/O的系统，以块为单位处理数据。每个操作步骤会生成或消费一个块的数据。以块为单位处理数据，其处理速度远快于以字节流为单位的方式。但是，与面向流I/O的通信相比，面向块I/O的通信缺乏优雅和简洁。
NIO是直接操作操作系统内存（allocateDirect()方法），IO是操作系统内存复制到JVM内存上的，再在JVM内存上进行操作的。

NIO提供了对原始类型数据缓存支持，Buffer和Channel总是成对出现。所有的从通道中的读写操作，都要经过Buffer，而通道就是io的抽象，通道的另一端就是操纵的文件。

从一个文件复制的例子开始

使用channel的步骤就是：

获取Channel对象

使用Selector进行代理，完成多路IO连接的复用和监听，要求Channel是NIO非阻塞的

在使用select.select()方法时不阻塞直接返回的bug，使得CPU消耗达到100%，可以采用官方bug库中提到的修改建议，但是在jdk 6u4后已经解决了。
在Linux2.6之后 NIO select基于epoll模式实现，即主动通知而不是程序轮询

通常AIO比BIO有更高的效率、可伸缩性

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