NIO的基本介绍、Buffer缓冲区的介绍与使用

NIO基本介绍

1. 全称：java-non-blocking IO，同步非阻塞
2. java.nio包下
3. 三大核心部分：channel（通道）、Buffer（缓冲区）、Selector（选择器）
4. NIO是面向缓冲区、或者面向块编程的，数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要使可以在缓冲区中前后移动，增加灵活性，使用它可以提供非阻塞式的高伸缩性网络
5. Java NIO 的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求或者读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取，而不是保持线程阻塞，所以直至数据变的可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。非阻塞写也是如此，一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。

BIO 与 NIO的区别

1. BIO以流的方式处理数据，NIO以块的方式处理数据，块IO的效率比流IO的效率高很多
2. BIO是阻塞的，NIO是非阻塞的
3. BIO基于字节流和字符流进行操作，而NIO是基于channel（管道）和Buffer（缓冲区进行操作），数据总是从 通道读取到缓冲区，或者从缓冲区写入到通道（比如：连接请求，数据到达等），因此使用单个线程就可以监听多个客户端通道

Buffer的基本使用

• 读 写
• 方法IntBuffer. allocate(int )
• put存入
• flip（读写切换）

    public static void main(String[] args) {
//        举例说明Buffer的使用
//        创建一个Buffer，里面可以存放5个int
        IntBuffer intBuffer = IntBuffer.allocate(5);
//        向buffer中存放数据
        for (int i = 0; i < intBuffer.capacity(); i++) {
            intBuffer.put(i*2);
        }
//        从buffer 中读取数据
//        将buffer转换，读写切换
        intBuffer.flip();
        while(intBuffer.hasRemaining()) {
            System.out.println(intBuffer.get());
        }
    }

NIO中Selector、Channel、Buffer关系图

​ 三个Channel注册到一个selector

1. 每个Channel都会对应一个Buffer
2. Selector对应一个线程，一个线程对应多个Channel（连接）
3. 程序切换到哪儿个Channel是由事件决定，Event是一个重要的事件概念
4. Selector会根据不同的事件，在各个管道间进行切换
5. Buffers一个内存快，底层是一个数组
6. 数据的读写是通过Buffer，它是双向的可读可写，需要通过flip方法进行切换，与BIO中输入流或者输出流只能是单向的不同； Channel是双向的，可以返回底层操作系统情况，比如linux，底层的操作系统通道就是双向的

Buffer缓冲区的介绍

​ 缓冲区（Buffer），本质是一个可以读写数据的内存块，可以理解成一个容器对象（含数组），该对象提供一组方法，可更轻松地使用内存块，缓冲区对象内置了一些机制，能够跟踪和记录缓冲区的状态变化情况。Channel提供从文件、网络读取数据的渠道，但是读取或写入的数据必须经过Buffer ，如图所示

Buffer及其子类

Buffer缓冲区的四个属性（重要）

源码

// Invariants: mark <= position <= limit <= capacity
private int mark = -1;
private int position = 0;
private int limit;
private int capacity;

属性	描述
capacity	容量，缓冲区可以容纳最大的数据量；在缓冲区创建时被设定，不能改变
limit	表示当前终点，不能对超过limit的位置进行操作，且极限可以修改
position	位置，下一个要读写的元素索引，每次读写都会改变
mark	标记

Buffer相关类的方法

ByteBuffer相关方法